JP4594499B2 - Flow meter - Google Patents
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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、水道水等の流量を測定するための流量メータに関するものであり、更に詳しくは、流体流量に応じて回転する羽根車の回転を磁気センサにより検出する形式の流量メータにおける整流器の改良に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
水道水等の流体流量を測定するための流量メータとしては、通過流量に応じた速度で回転する軸流回転式等の羽根車を流体通路内に配置し、この羽根車の回転状態を非接触型の磁気センサにより検出する形式のものが知られている。図4に示すように、この形式の流量メータ100では、羽根車101の端部における回転中心から外れた位置に磁石102を埋め込み、この磁石102により発生する回転磁界を、流体通路103内に突出したセンサ収納部104に収納されている検出素子105によって検出するように構成されている。
【0003】
羽根車101の上流側には整流器106が配置されており、羽根車101は、この整流器106と、下流側の流体通路内に突出しているセンサ収納部104との間に、回転自在の状態で架け渡されている。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】
ここで、羽根車101の下流側の流体通路内にはセンサ収納部104が突出しているので、当該センサ収納部104によって流体通路103の一部が塞がれている。このため、羽根車101を通過した後の流体は、全体として、センサ収納部104が突出している側とは反対側、すなわち流体通路が塞がれていない側に向けて流れる。
【0005】
従って、羽根車101が位置している流体通路部分からセンサ収納部104が位置している流体通路部分における流体の流れ方向は、図において矢印で示すように、全体として、流体通路103の中心軸線103aに対して、センサ収納部突出側とは反対側に向けて傾斜した方向となる。この結果、このような斜めの流体流によって、流体通路103の中心軸線103aと同軸状態に配置されている羽根車101には斜めに流体圧が作用する。
【0006】
また、羽根車101に対して、磁石102は、軸線103aの方向に沿って見た場合に、羽根車中心から下流側に片寄った位置に取り付けられている。このため、羽根車の重心位置が下流側に片寄っている。従って、磁石取付け位置も、羽根車101を下流側が下方となるように傾ける要因となっている。
【0007】
このように、水流方向および磁石取付け位置等が原因となって、羽根車にはその軸線方向とは直交する方向のラジアル力がアンバランスの状態で作用する。このために、羽根車の軸受け部分等に無理な力が作用するので、羽根車の耐久性が低下してしまう。
【0008】
本発明の課題は、このような不均衡な流体圧が羽根車に作用することのない流量メータを提案することにある。
【0009】
【課題を解決するための手段】
上記の課題を解決するために、本発明の流量メータは、流体通路と、この流体通路内において同軸状態に配置された回転磁界発生用の軸流回転式の羽根車と、この羽根車の上流側に配置された整流器と、前記羽根車の下流側において流体通路内に突出している回転磁界検出用の検出素子が内蔵されているセンサ収納部とを有し、前記羽根車が前記整流器と前記センサ収納部の間に回転自在の状態で架け渡されており、前記整流器は、前記羽根車における前記センサ収納部の突出側の部分に対して、当該センサ収納部の突出側とは反対側の部分に対してよりも多量の流体を導くことを特徴としている。
【0010】
ここで、前記整流器は、一般に、前記流体通路の中心軸線に直交する断面で見た場合に、流体通路断面を複数に区分している整流板部分と、この整流板部分の下流側端部に取り付けられている上流側に凸円弧状の輪郭形状をしている整流器本体部分とを備えている。
【0011】
この場合、前記整流器本体部分の輪郭形状を、前記中心軸線に対して、前記センサ収納部の突出側の部分と、その反対側の部分とが非対称な形状となるように規定し、これにより、センサ収納部突出側の部分に向けて多くの流体を導くようにすることができる。
【0012】
このようにする代わりに、前記整流器本体部分の輪郭形状を回転対称な形状のものとし、当該整流器本体部分の中心軸線が、前記流体通路の中心軸線に対して、前記センサ収納部の突出側とは反対側にずれた位置となるようにしてもよい。
【0013】
さらには、前記整流板部分に、前記流体通路の中心軸線方向に見た場合に、下流側部分が、前記センサ収納部の突出側に向けて傾斜した傾斜部を設けてもよい。
【0014】
このように構成した本発明の流量メータでは、整流器によって、羽根車に対して、センサ収納部の突出側の部分により多量の流体が導かれる。この結果、センサ収納部が流体通路内に突出していることに起因して羽根車に作用する不均衡なラジアル力を抑制あるいは低減できる。
【0015】
【発明の実施の形態】
以下に、図面を参照して本発明を適用した水道メータの実施例を説明する。
【0016】
図1(a)ないし(c)は、本例の水道メータを示す縦断面図、左側側面図および右側側面図である。この図を参照して本例の水道メータの全体構成を説明すると、本例の水道メータ1は、円筒状のメータケース2を有しており、この内部には全体として円形断面の流体通路3が形成されている。
【0017】
この流体通路3の一方の端が流入口4とされ、他方の端が流出口5とされており、当該流体通路3内部にはここを流れる水道水の流量に応じて回転する軸流式の羽根車6が流体通路3と同軸状態に配置され、この羽根車6の上流側には、流入口4から羽根車6に向かう水に渦流を発生させて羽根車6に加わるスラスト力を低減させるための整流器7が配置されている。
【0018】
整流器7は、流体通路3の中心軸線3aに直交する断面で見た場合に、当該中心軸線3aを通って十文字状に延び、流体通路断面を四分割している縦整流板71および横整流板72と、この整流板71、72の下流側端部に一体形成されている整流器本体部分73と、羽根車6を支持するための支軸74とを備えている。整流器本体部分73は、回転対称な輪郭形状をしており、本例では、円柱状部分73aと、その上流側端面に形成された半球状部分73bから形成されている。
【0019】
羽根車6の下流側にはメータケース2の内周面から流体通路3の中心部分にまで突出した突出部8(センサ収納部)が形成されている。この突出部8は流体通路3内に半径方向に突出しており、その先端部は、流体通路中心を超えて延びており、半円形の輪郭形状となっている。この突出部8と整流器7の間に、羽根車6が回転自在の状態で支持されている。
【0020】
詳細に説明すると、羽根車6の下流側端面中央には下流側に突出した回転軸9が形成され、この回転軸9を回転自在の状態で受け入れている軸溝10が突出部8の上流側端面に形成されている。これに対して、羽根車6の上流側端面にはその中心に軸溝11が形成され、ここには、上流側の整流器7の下流側端面に形成された支軸74が回転自在の状態で差し込まれている。このように、羽根車6は両側から流体通路の中心軸線3aを中心として回転自在の状態で支持されている。
【0021】
ここで、羽根車6の下流側端部にはその回転中心線から外れた位置に磁石片13が埋め込まれており、羽根車6が回転すると、それに伴って回転する当該磁石片13によって回転磁界が発生する。この回転磁界は、メータケース2に形成された上記の突出部8の内部に形成されたセンサ収納孔21に対してメータケース外側から装着された磁気センサ22の検出素子23によって非接触状態で検出可能となっている。
【0022】
磁気センサ22は、当該検出素子23と、これに電気的に接続されている信号処理回路が作り込まれている回路基板24を備えている。本例では、検出素子23はセンサホルダ30に取り付けられた状態でセンサ収納部21内に装着されている。磁気センサ22の回路基板24は不図示の電子式計測ユニットに電気的に接続されており、この電子式計測ユニットにおいて流量算出処理等が行われる。
【0023】
ここで、本例の整流器7においては、その整流器本体部分73の中心軸線73aが、流体通路3の中心軸線3aに対して、突出部8の突出方向に所定の距離だけずれた状態となるように、当該整流器本体部分73が形成されている。換言すると、整流器本体部分73は、突出部8の突出側とは反対側にずれた位置となるように配置されている。
【0024】
このように整流器7が形成されている本例の流量メータ1においては、整流器本体部分73が流体通路中心軸線3aに対して、突出部8が突出している側とは反対側にずれた位置にある。この結果、当該整流器本体部分73が配置されている流体通路部分では、突出部8の突出側部分3Aの方が反対側部分3Bよりも広く、突出側部分3Aの通過水量が多くなる。従って、突出部8が配置されていることに起因して羽根車6に作用する不均衡なラジアル方向の水圧を抑制あるいは緩和できる。同様に、磁石取付け位置に起因した羽根車の傾斜も抑制できる。この結果、羽根車の耐久性の低下を防止できる。
【0025】
次に、図2には、整流器7の別の例を示してある。この図に示す整流器7Aの基本構造は図1の整流器7と同一であり、異なる点は、その整流器本体部分73Aが、通路中心軸線3aに対して、突出部8の突出側の部分と、その反対側とが非対称の輪郭形状をしていることである。すなわち、突出部8の突出側の通路部分3Aにより多くの水が流れるような輪郭形状とされている。この構成の整流板7Aを用いた場合も、図1の場合と同様な作用効果が得られる。
【0026】
次に、図3には、さらに別の整流器の例を示してある。この図に示す整流器7Bも基本構造は図1の整流器7と同一である。異なる点は、整流器本体部分73Bが通路中心軸線3aと同軸状態に配置されている点と、横整流板72が、下流側に向けて、突出部8の突出側に傾斜している点である。
【0027】
このように、横整流板72を斜め配置すると、これにより、突出部8の突出側に向かう斜めの水流が形成される。従って、この横整流板72によって形成された斜め方向の水流により、突出部8によって形成される逆方向の水流とが相殺されて、羽根車6に対して不均衡なラジアル方向の水圧が作用することを抑制あるいは低減できる。よって、この構成の整流器7Bによっても図1の場合と同様な作用効果が得られる。
【0028】
なお、上記の各例は本発明を水道メータに適用した例であるが、水以外の流体流量を測定する流量メータに対しても本発明を同様に適用できることは勿論である。
【0029】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明の流量メータでは、流体通路内に突出しているセンサ収納部が原因となって発生する通路中心軸線に対して傾斜した流体の流れを、整流器によって打ち消すようにしている。従って、軸流式の羽根車に対してラジアル方向に不均衡な流体圧が作用することを抑制あるいは低減できる。また、かかる流体の流れによって、磁石取付け位置の片寄りに起因した羽根車の傾斜を補正できるので、羽根車軸受け部分に不均衡なラジアル力が作用することを抑制あるは回避できる。この結果、本発明によれば、羽根車の耐久性の低下を防止あるいは抑制できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】(a)、(b)および(c)は、それぞれ、本発明を適用した水道メータを示す縦断面図、左側側面図および右側側面図である。
【図2】図1の整流器の別の実施例を示す説明図である。
【図3】図1の整流器の更に別の実施例を示す説明図である。
【図4】(a)、(b)および(c)は、それぞれ、従来の水道メータを示す縦断面図、左側側面図および右側側面図である。
【符号の説明】
1 水道メータ
2 メータケース
3 流体通路
3a 通路中心軸線
3A、3B 整流器本体部分が配置されている流体通路部分
6 羽根車
7、7A、7B 整流器
71 縦整流板
72、72B 横整流板
73、73A 整流器本体部分
73a 中心軸線
74 支軸
8 突出部(センサ収納部)
13 磁石
21 センサ収納孔
22 磁気センサ
23 検出素子[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a flow meter for measuring a flow rate of tap water or the like, and more specifically, an improvement of a rectifier in a flow meter of a type in which rotation of an impeller rotating according to a fluid flow rate is detected by a magnetic sensor. It is about.
[0002]
[Prior art]
As a flow meter for measuring the fluid flow rate of tap water, etc., an impeller such as an axial flow rotating type that rotates at a speed corresponding to the passing flow rate is arranged in the fluid passage, and the rotation state of this impeller is contactless. The type of detecting by a magnetic sensor of the type is known. As shown in FIG. 4, in this type of
[0003]
A
[0004]
[Problems to be solved by the invention]
Here, since the
[0005]
Accordingly, the flow direction of the fluid from the fluid passage portion where the
[0006]
Further, the
[0007]
As described above, due to the water flow direction, the magnet mounting position, and the like, a radial force in a direction orthogonal to the axial direction acts on the impeller in an unbalanced state. For this reason, since an unreasonable force acts on the bearing portion of the impeller, the durability of the impeller is reduced.
[0008]
An object of the present invention is to propose a flow meter in which such an unbalanced fluid pressure does not act on the impeller.
[0009]
[Means for Solving the Problems]
In order to solve the above-described problems, a flow meter according to the present invention includes a fluid passage, an axial-flow rotating impeller for generating a rotating magnetic field disposed coaxially in the fluid passage, and an upstream of the impeller. A rectifier disposed on the side, and a sensor housing portion in which a detection element for detecting a rotating magnetic field protruding into the fluid passage on the downstream side of the impeller is incorporated, and the impeller includes the rectifier and the The rectifier is spanned between the sensor housings in a rotatable state, and the rectifier is on a side opposite to the projecting side of the sensor housing with respect to the projecting side of the sensor housing in the impeller. It is characterized by introducing a larger amount of fluid than the part.
[0010]
Here, the rectifier generally has a rectifying plate portion that divides the cross section of the fluid passage into a plurality of sections and a downstream end portion of the rectifying plate portion when viewed in a cross section orthogonal to the central axis of the fluid passage. A rectifier body portion having a convex arcuate contour shape is provided on the upstream side to which it is attached.
[0011]
In this case, the contour shape of the rectifier body portion is defined so that the protruding portion of the sensor housing portion and the opposite portion thereof are asymmetrical with respect to the central axis, A large amount of fluid can be guided toward the portion on the protruding side of the sensor storage portion.
[0012]
Instead of doing this, the contour shape of the rectifier body portion is a rotationally symmetric shape, and the central axis of the rectifier body portion is located on the protruding side of the sensor housing portion with respect to the central axis of the fluid passage. May be shifted to the opposite side.
[0013]
Further, the rectifying plate portion may be provided with an inclined portion in which the downstream portion is inclined toward the protruding side of the sensor housing portion when viewed in the central axis direction of the fluid passage.
[0014]
In the flow meter according to the present invention configured as described above, a large amount of fluid is guided to the impeller by the rectifier to the protruding side portion of the sensor housing portion. As a result, the unbalanced radial force acting on the impeller due to the sensor housing protruding in the fluid passage can be suppressed or reduced.
[0015]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Embodiments of a water meter to which the present invention is applied will be described below with reference to the drawings.
[0016]
Fig.1 (a) thru | or (c) are the longitudinal cross-sectional views which show the water meter of this example, the left side view, and the right side view. The overall configuration of the water meter of this example will be described with reference to this figure. The water meter 1 of this example has a
[0017]
One end of the
[0018]
The
[0019]
On the downstream side of the impeller 6, a protruding portion 8 (sensor housing portion) that protrudes from the inner peripheral surface of the
[0020]
More specifically, a rotating shaft 9 that protrudes downstream is formed at the center of the downstream end face of the impeller 6, and a
[0021]
Here, a
[0022]
The magnetic sensor 22 includes a
[0023]
Here, in the
[0024]
Thus, in the flow meter 1 of this example in which the
[0025]
Next, FIG. 2 shows another example of the
[0026]
Next, FIG. 3 shows another example of the rectifier. The basic structure of the
[0027]
Thus, when the
[0028]
In addition, although each said example is an example which applied this invention to the water meter, of course, this invention can be similarly applied also to the flow meter which measures fluid flow rates other than water.
[0029]
【The invention's effect】
As described above, in the flow meter of the present invention, the flow of the fluid inclined with respect to the center axis of the passage generated due to the sensor housing portion protruding into the fluid passage is canceled by the rectifier. . Therefore, it is possible to suppress or reduce the application of imbalanced fluid pressure in the radial direction to the axial flow type impeller. Further, since the fluid flow can correct the inclination of the impeller caused by the deviation of the magnet mounting position, it is possible to suppress or avoid the imbalanced radial force acting on the impeller bearing portion. As a result, according to the present invention, a decrease in the durability of the impeller can be prevented or suppressed.
[Brief description of the drawings]
1A, 1B and 1C are a longitudinal sectional view, a left side view and a right side view showing a water meter to which the present invention is applied, respectively.
FIG. 2 is an explanatory diagram showing another embodiment of the rectifier of FIG. 1;
FIG. 3 is an explanatory diagram showing still another embodiment of the rectifier of FIG. 1;
4 (a), (b) and (c) are a longitudinal sectional view, a left side view and a right side view showing a conventional water meter, respectively.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1
13
Claims (4)
前記羽根車が前記整流器と前記センサ収納部の間に回転自在の状態で架け渡されており、
前記整流器は、前記羽根車における前記センサ収納部の突出側の部分に対して、当該センサ収納部の突出側とは反対側の部分に対してよりも多量の流体を導くことを特徴とする流量メータ。A fluid passage, an axial-flow rotary impeller for generating a rotating magnetic field disposed coaxially in the fluid passage, a rectifier disposed upstream of the impeller, and a fluid downstream of the impeller A sensor housing portion in which a detection element for detecting a rotating magnetic field protruding into the passage is incorporated,
The impeller is spanned between the rectifier and the sensor housing in a rotatable state,
The flow rate is characterized in that the rectifier guides a larger amount of fluid to a portion of the impeller on the protruding side of the sensor storage portion than to a portion on the opposite side to the protruding side of the sensor storage portion. Meter.
前記整流器は、前記流体通路の中心軸線に直交する断面で見た場合に、流体通路断面を複数に区分している整流板部分と、この整流板部分の下流側端部に取り付けられている上流側に凸円弧状の輪郭形状をしている整流器本体部分とを備えており、
前記整流器本体部分の輪郭形状は、前記中心軸線に対して、前記センサ収納部の突出側の部分と、その反対側の部分とが非対称な形状とされていることを特徴とする流量メータ。In claim 1,
The rectifier includes a rectifying plate portion that divides the fluid passage cross section into a plurality of sections when viewed in a cross section perpendicular to the central axis of the fluid passage, and an upstream attached to a downstream end of the rectifying plate portion. And a rectifier body portion having a convex arcuate contour shape on the side,
The flowmeter according to claim 1, wherein the contour shape of the rectifier body portion is asymmetrical with respect to the central axis, the protruding portion of the sensor housing portion and the opposite portion.
前記整流器は、前記流体通路の中心軸線に直交する断面で見た場合に、流体通路断面を複数の区分している整流板部分と、この整流板部分の下流側端部に取り付けられている上流側に凸円弧状の輪郭形状をしている整流器本体部分とを備えており、
前記整流器本体部分の輪郭形状は回転対称な形状であり、当該整流器本体部分の中心軸線は、前記流体通路の中心軸線に対して、前記センサ収納部の突出側とは反対側にずれた位置にあることを特徴とする流量メータ。In claim 1,
The rectifier, when viewed in a cross section orthogonal to the central axis of the fluid passage, is a rectifying plate portion that divides the fluid passage cross section into a plurality of sections, and an upstream attached to the downstream end of the rectifying plate portion. And a rectifier body portion having a convex arcuate contour shape on the side,
The contour shape of the rectifier body portion is a rotationally symmetric shape, and the center axis of the rectifier body portion is shifted to a position opposite to the projecting side of the sensor storage portion with respect to the center axis of the fluid passage. A flow meter characterized by being.
前記整流器は、前記流体通路の中心軸線に直交する断面で見た場合に、流体通路断面を複数に区分している整流板部分と、この整流板部分の下流側端部に取り付けられている上流側に凸円弧状の輪郭形状をしている整流器本体部分とを備えており、
前記整流板部分は、前記流体通路の中心軸線方向に見た場合に、下流側部分が、前記センサ収納部の突出側に向けて傾斜した傾斜部を備えていることを特徴とする流量メータ。In claim 1,
The rectifier includes a rectifying plate portion that divides the fluid passage cross section into a plurality of sections when viewed in a cross section perpendicular to the central axis of the fluid passage, and an upstream attached to a downstream end of the rectifying plate portion. And a rectifier body portion having a convex arcuate contour shape on the side,
The flow meter, wherein the flow rectifying plate portion includes an inclined portion inclined toward the protruding side of the sensor housing portion when viewed in the direction of the central axis of the fluid passage.
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