JPH0740177Y2 - 流量計 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本考案は流量計、特に種々の粘性
を有する流体を分配する供給管路内に装着して使用され
る軽量の電池作動デジタル流量計に関連する。

【０００２】

【従来の技術】従来種々の型式の読取カウンタを有する
流量計が市販されている。これらの流量計は例えば米国
特許第３,３２９,０２１号、第３,３７０,０６４号、第
３,７７４,４４８号、第３,８２３,３１０号及び第４,
２６５,１２７号明細書に開示されている。

【０００３】

【考案が解決しようとする課題】従来、種々の流量計は
大型性と複雑性のため、流体が分配される供給点で使用
されかつ読取られる流量計としては使用できなかった。

【０００４】また従来の電池内蔵流量計は製造コストが
高いため、平均的消費者によるこの型式の流量計の使用
は制限されている。前記特許の明細書には本願の流量計
の特殊の構造及び利点は開示されていない。

【０００５】本考案は正確な流量測定が可能なデジタル
式の流量計を提供することを目的とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本考案による流量計は、
流体孔及び内壁によって流体孔から分離された表示用空
洞部を有しかつ流体供給管に接続可能なねじが両端に形
成されたハウジングと、タービンロータ、タービンロー
タの両端から外側に伸び出すタービン軸及びタービンロ
ータの側部から外側に伸び出す複数のタービンブレード
を有するタービンと、タービンブレードに固定した鉄製
スラグと、それぞれタービン軸の端部を支持する支持ベ
ース及び支持ベースから外側に延びかつ端部が流体孔の
側部に固着される複数の支持アームを有する一対の軸支
持部と、流体孔の外周部に隣接してハウジングの表示用
空洞部内に装着された磁石を有しかつ鉄製スラグととも
にタービンブレードが回転するとき磁気パルスを検出す
るピックアップコイルと、磁気パルスを読みとり可能な
計数値に変換して、ハウジングの表示用空洞部の頂部に
設けられたデジタルカウンタに読みとり可能な計数値を
表示する電気カウンタ装置とを備えている。各タービン
ブレードは肉厚部、肉厚部から後部までテーパ状に形成
された羽状形成縁部、肉厚部に隣接する丸い先端部、タ
ービンを駆動する流体の力を受ける長さ方向に延びる頂
部凹面及び長さ方向に延びる底部凸面を有し、タービン
ブレードは端部から端部まで見たとき水中翼形状をなし
ている。鉄製スラグはタービンブレードの肉厚部に埋設
される。

【０００７】さらに本考案の流量計では、タービン軸を
径方向に支持するラジアル軸受とタービン軸を軸方向に
支持するスラスト軸受とが支持ベースの流体空洞部内に
取り付けられる。支持ベースは流体空洞部及び流体空洞
部を流体孔に連絡する複数の液体ポートを有する。ター
ビン軸は流体孔内の流体の流れの方向とほぼ並行に支持
ベースの流体空洞部内に配置される。支持ベースの流体
空洞部及び液体ポートを通り流体孔とほぼ並行に流れる
流体は、タービン軸、ラジアル軸受及びスラスト軸受を
同時に洗浄する。

【０００８】

【作用】本考案の流体供給用デジタル流量計は、液晶表
示を有する電池作動デジタルカウンタを組合せたタービ
ン型流量計で、種々の流体を供給する一般消費者の要求
に合致するものである。本考案では、流体空洞部内に設
けられたラジアル軸受及びスラスト軸受によりタービン
軸が径方向及び軸方向に支持される。さらに、支持ベー
スが流体空洞部及び流体空洞部に連絡する複数の液体ポ
ートを有するので、支持ベースの流体空洞部及び液体ポ
ートを通り流体孔とほぼ並行に流れる流体は、タービン
軸、ラジアル軸受及びスラスト軸受を同時に洗浄するこ
とが可能である。

【０００９】本考案による流量計のタービンブレードは
肉厚部と、肉厚部から後部までテーパ状に形成された羽
状形成縁部及び肉厚部に隣接する丸い先端部を備えてい
る。タービンブレードの肉厚部に鉄製スラグが埋設され
る。各タービンブレードはタービンを駆動する流体の力
を受ける長さ方向に延びる頂部凹面と、長さ方向に延び
る底部凸面とを有し、タービンブレードは水中翼形状を
なす。タービン軸の少なくとも一つの一端は支持ベース
に装着されたスラスト軸受に係合する。

【００１０】鉄製スラグを有する肉厚部、凹面、凸面、
羽根状形成縁部及び先端部を含むタービンブレードの新
規な形態により流量を正確に測定することが可能とな
る。

【００１１】本考案の流量計は電流を流さないパルス感
知方式を利用するから、この流量計は自動的遮断性能を
有し、電池のエネルギー消費を制約して、電池寿命は７
年にも達する。固体回路電子装置を有するタービン型設
計のためコンパクトで可搬式構造に構成できる。

【００１２】本考案の流量計に設けられる４‐数字、高
さ０.５″（１２.７mm）のＬＣＤ（液晶表示装置）は、
カウンタがリセットされてからタービンを通過する流体
量を表示する。この表示装置は１ガロン当り７７０パル
スのような高分解信号を受信する性能を有する。

【００１３】カウンタはリセットスイッチを３秒間押す
だけでゼロにリセットされる。リセットスイッチを瞬間
的に押すと供給された全積算計数値を表示し、この係数
値は電池を交換する時にのみ消失する。

【００１４】カウンタは３種の検定法により異なる粘度
を有する流体に使用でき、ガロン、リットル、立法フィ
ート等の単位で検定できる。自動検定のためガソリン、
ディーゼル燃料、水等の液体を±１.５％の誤差範囲で
測定できる。１点検定法では低粘度液体に対して更に良
好な精度で測定でき、誤差は±１.５％内である。２点
検定法では油及び除草剤等の高粘度液体を±１％以内の
誤差範囲で測定できる。１点検検定法では低粘度液体に
対して更に良好な精度で測定でき、誤差は±０.５％内
である。２点検定法では前記高粘度液体を±１％以内の
誤差範囲で測定できる。

【００１５】本考案の流量計は、操作者が容易に読み取
れる装置、即ち供給ホースの端部のノズル内に装着でき
る別の利点がある。ホースの分配端部にこの流量計を配
置して、ホースの供給端部に流量計を装着した場合にホ
ース内に残留する流体量を読み取ることができる。

【００１６】上記のような簡単な検定手順のため本考案
の流量計は多種類の流体に対して、−２６℃〜＋６０℃
の温度範囲で使用でき、−３０℃〜＋６６℃の温度範囲
で貯蔵できる。この流量計はソリッドステートのＣＭＯ
Ｓ回路（コンプリメンタリＭＯＳ集積回路）を使用し
て、消費電力が小さく、信頼性が高くかつ耐候性が高い
構造が可能となる。

【００１７】この流量計は圧力損失が低くタービンに加
わる負荷が非常に小さいため、毎分当り３〜３０ガロン
の流量測定に適応でき、精度が高く反復使用が可能であ
る。

【００１８】タービンの軸支持部は軸及び軸受区域を水
洗できる構造であるから、軸の「固着」を起こす残留化
学物質の蓄積を防止できる。

【００１９】

【実施例】本考案の利点と目的は好適実施例を示す図面
による下記の詳細な説明から明らかとなろう。

【００２０】図１及び図２は本考案によるデジタル流量
計の一実施例全体を参照数字１０で示す。流量計１０は
上面に表示区域１４を有するメータハウジング１２を含
み、表示区域１４には液晶表示装置１６が設けられ、図
示のように、２０.７５ガロン等の分配流体量を表示す
るデジタルカウンタ１８に接続された表示ボタン２０と
検定ボタン２２が表示区域１４の上面に設けられる。

【００２１】図３は図２の３−３線による断面側面図で
ある。図示のようにハウジング１２は電子カウンタ制御
装置を収容する表示用空洞部２４を有する。ハウジング
１２は更にこれを貫通する貫通孔、即ち流体孔２６を有
し、この両端２８と３０は供給管路に接続するため内ね
じが形成される。図３及び図６では流体の流れ方向を矢
印２９で示す。

【００２２】流体孔２６内に配置されるタービン３２は
複数のタービンブレード３６を有するタービンロータ３
４を含み、タービンブレード３６はタービンロータ３４
の周囲に等間隔で配置され外側に延び出している。各ブ
レード３６の端部には鉄製スラグ３８が取付けられる。
タービン３２は更にタービン軸４０を有する。図６に示
すタービン軸４０は支持ベース４４内に設けられたラジ
アル軸受４２とスラスト軸受４３とで支持される。ベー
ス４４は軸支持部４６の一部である。軸支持部４６は２
個あり、それぞれ支持ベース４４から外側に延び出す複
数の支持アーム４８を有し、各アーム４８の端部は流体
孔２６の側面に連結される。

【００２３】図４及び図５はハウジング１２の端面断面
を示す。タービンブレード３６が流体孔２６内でタービ
ン軸４０上で回転すると、鉄製スラグ３８は流体孔２６
の外周近くで運動し、端部に磁石が装着されたピックア
ップコイル５０の近くを通過する。ピックアップコイル
５０は磁石５２から磁気パルスを受け、これを液晶表示
装置の一部であるマイクロプロセサに送る。このマイク
ロプロセサは例えばＭＥＣ７５０２の商品名を有し、基
板上で多重化したＬＣＤドライバを含む２０４８バイト
内部ＲＯＭ及び１２８×４ＣＭＯＳ ＲＡＭを有するセ
ミカスタムチップである。

【００２４】上記の電気的制御装置は、表示装置１６の
空洞部２４内に収容されかつ電池支持部５７で固定され
た一対の電池５４から電力が送られる。

【００２５】図６に示すように、軸支持部４６は支持ベ
ース４４の断面図で示す複数の液体ポート５６を有し、
図７の軸支持部４６の前面図及び図８の軸支持部４６の
背面図に各ポート５６を示す。液体ポート５６は、支持
ベース４４の後方の大きい流体空洞部５８内に開放し、
流体はタービン３２を通して送られる。この流体は洗浄
剤として作用し、タービン軸４０、スラスト軸受４３及
びタービン３２の運動部品類を洗浄する。種々の腐食性
流体を使用する場合は、後にガソリン等の低粘度洗浄液
を使用してタービン３２の内部を洗浄し、異種流体の将
来での使用に備えて流量計１０を洗浄する。

【００２６】従来では、機械加工された金属によりター
ビンブレードは平坦な形状を有し、製造価格も高価であ
った。本考案によるタービン３２は鉄製スラグ３８を収
容する開口部を形成しかつタービン性能を改善できる樹
脂成形により容易に形成することができる。タービンブ
レード３６は、肉厚部６２と、前部から後部までテーパ
が形成されかつ約４０度の角度で傾斜する羽状形成縁部
６８と、肉厚部６２に隣接する丸い先端部６６を有す
る。各タービンブレード３６はタービン３２を駆動する
流体の力を受ける長さ方向に延びかつ流体の力を受ける
頂部７０の凹面７２と、長さ方向に延びる底部７４の凸
面７６とを有し、タービンブレード３６は端部から端部
まで見たとき水中翼形状をなす。タービン軸４０の一端
は支持ベース４４に装着されたスラスト軸受４３に係合
する。

【００２７】本考案では、鉄製スラグ３８を有する肉厚
部６２、凹面７２、凸面７６、羽根状形成縁部６８及び
先端部６６を含むタービンブレード３６の新規な形態に
より図９に示す特徴が得られる。即ち、流量計数時の係
数Ｋは図９の６０で示すように４ガロン／分以上の流量
（ガロン／分）の変化に対して±１.５％の範囲内でほ
ぼ一定（例えば７７０）である。このため、流量を正確
に測定することが可能である。

【００２８】タービンブレード３６を備えたタービン３
２は樹脂成形等により容易に製造することができる。

【００２９】作動の目的で流量計１０は、流量に比例す
るデジタル出力をカウンタ１８に表示する容積型流量ト
ランスジューサを含む。カウンタ１８の各デジタルパル
スは所望の表示増分に比例した容積を表わす。

【００３０】最初、電池５４の電力を印加すると、この
流量計は内部試験点を接地することによってセットされ
る。内部ＲＡＭ又はＲＯＭ検査後レジスタが初期設定さ
れる。前検査が「肯定」の場合、カウンタ１８は８.８.
８.８を示し、全ＬＣＤ(液晶表示装置)セグメントを確
認できる。この表示は、装置が「リセット」されるか、
又は最終動作後５分経過するまで継続する。この時点で
表示カウンタ１８はクリヤされる。流量計１０の動作は
毎秒当り５パルス以上のパルス計数として決定される。

【００３１】正常動作間、流量計１０の最終動作後５分
経過するとカウンタ１８がクリヤし、全装置は電力印加
後の全積算量及び「リセット」後の最新量をメモリに記
憶する。この装置は毎秒当り５パルス以下は計数せず、
また積算量も計数しない。

【００３２】１ガロン当りのパルスの計数比又は他の所
望容積測定量のパルスの計数比Ｎは、操作者が決定した
検定順序によって送られる各流体について計算される。
この計数比は記憶され、周波数と流量との間の線形関係
に基づく表示を更新することによって変動する流量を補
償するため使用される。計数値Ｎ＝７７０ＰＰＧは初期
検定シーケンスに利用される。

【００３３】流量計１０の検定には３種の方法がある。
第１検定法は操作者が流量計１０を内部基準に対して検
定する方法で、この誤差は±１.５％以下である。最初
検定ボタン２２を押すと表示カウンタ１８は「ＣＡＬ」
(検定）表示が明滅する。最初の検定入力後５分以内に
再び検定ボタン２２を押す。この装置は００.００を表
示する。この操作で計数比Ｎ＝７７０ＰＰＧの初期設定
が行なわれる。この計数比は、次の検定シーケンスまで
の全操作に対してパルス数をガロンに変換するのに使用
される。

【００３４】第２検定法は単点検定で、ガソリン、ディ
ーゼル燃料等の低粘度流体に使用される。誤差を±１.
５％以下に低下するため次の検定手順が使用される。最
初検定ボタン２２を押して「ＣＡＬ」表示を明滅させ
る。次に流体を、全量０.８ガロンの５測定単位量を保
持できる容器に入れる。次にこの５単位量を分配する。
毎秒当り５パルス以上が検出されると同時にＣＡＬの明
滅が停止し、検定モードに達したことを示す。これが完
了すると操作者は１０秒以上、５分間以下待機する。Ｃ
ＡＬ表示は明滅して１０秒が経過したことを示す。この
装置は以前の１０秒間に２０計数以下を受信すると表示
の明滅を開始する。この時点後、表示が明滅してからＣ
ＡＬボタン２２をもう一度押す。ここで表示は００.０
０を示す。この装置はこの計数値を記憶し、測定流体の
計数比Ｎを初期設定し、計数比を測定し、次の検定シー
ケンスまでこれらのパルス数を全操作について換算す
る。

【００３５】最後の検定法は、油、除草剤又は糖みつ等
の高粘度流体について±１％以下の誤差量で測定する下
記の検定シーケンスに使用される２点検定法である。最
初、検定ボタン２２を押すと表示は明滅「ＣＡＬ」が表
われる。正確に５単位量を表示する容器に５単位量の流
体を入れる。流体移動が始まると同時にＣＡＬ表示は明
滅を停止する。次に操作者は１０秒以上、５分間以下待
機する。ＣＡＬ表示は明滅を開始し１０秒経過したこと
を示す。次に操作者は、同様に正確に５単位量を表示す
る容器に、別の流体５単位量をゆっくりと入れる。流体
移送が始まると同時にＣＡＬ表示は直ちに明滅を停止す
る。

【００３６】１０秒以上、５分以下、の時間放置する。
ＣＡＬ表示は明滅して１０秒経過を示す。次に操作者は
検定ボタンを再び押す。これで表示カウンタは００.０
０を表示する。

【００３７】計量計１０は最大流量計数比Ｎ₂及び減少
流量計数比Ｎを記憶し、これらの二つの計数比の間の直
線状検定線を初期設定する。Ｎはパルス速度と共に変わ
り、流量測定操作間、毎秒１度づつ更新される。次に、
計算で得られた検定線を使用して、次の検定シーケンス
までの全操作に対するパルス数を単位量に換算する。

【００３８】正常の流量測定操作間、カウンタ１８は装
置内に送り込まれた流体の流量を示す。毎秒当り５パル
ス以上の計数値は、適用された検定計数比で蓄積され、
表示は毎秒２回更新される。小数点は有意数字に適応す
るため右から左に移動し、最大の読み９９９９までを表
示する。

【００３９】表示カウンタ１８は最終操作後５分以内の
最新単位量を表示する。入力も計数もなければ５分後に
表示は空白となり最終量が記憶され、この装置は待機モ
ードとなって電池５４の寿命を保持する。操作者は表示
ボタン２０を３秒以下の短時間押して装置を動作モード
に戻すことができる。カウンタ１８は電力印加後最初の
３秒間に供給された流体蓄積量を示し、次に最後の表示
がゼロにリセットされてから送り込まれた流体量を示
す。操作者が表示ボタン２０を３秒以上継続的に押圧す
ると、カウンタ１８は電力印加後３秒間に送り込まれた
全蓄積量を示し、次にカウンタ１８をゼロにリセットし
て表示００.００を表わす。次の流体移送で流量計１０
に新しい計数値が表われる。

【００４０】

【考案の効果】前記のように、本考案では、鉄製スラグ
を有する肉厚部、凹面、凸面、羽根状形成縁部及び先端
部を含むタービンブレードの新規な形態により、流量の
正確な測定が可能である。

【図面の簡単な説明】

【図１】 この考案による流量計のハウジングの側面図

【図２】 上面図

【図３】 図２の３−３線に沿う断面図

【図４】 図２の４−４線に沿う断面図

【図５】 図２の５−５線に沿う断面図

【図６】 固定された一対の軸支持部上に装着したター
ビンの側面図

【図７】 タービン軸の正面図

【図８】 背面図

【図９】 流量計数を示すグラフ

【符号の説明】

１０．．流量計、 １２．．ハウジング、 １４．．表
示区域、 １６．．液晶表示装置、 １８．．デジタル
カウンタ、 ２０．．表示ボタン、 ２２．．検定ボタ
ン、 ２４．．表示用空洞部、 ２６．．流体孔、 ３
２．．タービン、 ３４．．タービンロータ、 ３
６．．タービンブレード、 ３８．．鉄製スラグ、 ４
０．．タービン軸、 ４２．．ラジアル軸受、 ４
３．．スラスト軸受、 ４４．．支持ベース、 ４
６．．軸支持部、 ４８．．支持アーム、 ５０．．ピ
ックアップコイル、 ５２．．磁石、 ５６．．液体ポ
ート、 ５８．．流体空洞部

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 流体孔及び内壁によって流体孔から分離
   された表示用空洞部を有しかつ流体供給管に接続可能な
   ねじが両端に形成されたハウジングと、タービンロー
   タ、タービンロータの両端から外側に伸び出すタービン
   軸及びタービンロータの側部から外側に伸び出す複数の
   タービンブレードを有するタービンと、タービンブレー
   ドに固定した鉄製スラグと、それぞれタービン軸の端部
   を支持する支持ベース及び支持ベースから外側に延びか
   つ端部が流体孔の側部に固着される複数の支持アームを
   有する一対の軸支持部と、流体孔の外周部に隣接してハ
   ウジングの表示用空洞部内に装着された磁石を有しかつ
   鉄製スラグとともにタービンブレードが回転するとき磁
   気パルスを検出するピックアップコイルと、磁気パルス
   を読みとり可能な計数値に変換して、ハウジングの表示
   用空洞部の頂部に設けられたデジタルカウンタに読みと
   り可能な計数値を表示する電気カウンタ装置とを備え、 各タービンブレードは肉厚部、肉厚部から後部までテー
   パ状に形成された羽状形成縁部、肉厚部に隣接する丸い
   先端部、タービンを駆動する流体の力を受ける長さ方向
   に延びる頂部凹面及び長さ方向に延びる底部凸面を有
   し、タービンブレードは端部から端部まで見たとき水中
   翼形状をなし、 鉄製スラグがタービンブレードの肉厚部に埋設された流
   量計において、 タービン軸を径方向に支持するラジアル軸受とタービン
   軸を軸方向に支持するスラスト軸受とが支持ベースの流
   体空洞部内に取り付けられ、 支持ベースは流体空洞部及び流体空洞部を流体孔に連絡
   する複数の液体ポートを有し、 タービン軸は流体孔内の流体の流れの方向とほぼ並行に
   支持ベースの流体空洞部内に配置され、 支持ベースの流体空洞部及び液体ポートを通り流体孔と
   ほぼ並行に流れる流体は、タービン軸、ラジアル軸受及
   びスラスト軸受を同時に洗浄することを特徴とする流量
   計。