JPH0749386Y2

JPH0749386Y2 - 流量計

Info

Publication number: JPH0749386Y2
Application number: JP2259493U
Authority: JP
Inventors: 正則土屋
Original assignee: テクノエクセル株式会社
Priority date: 1993-04-28
Filing date: 1993-04-28
Publication date: 1995-11-13
Anticipated expiration: 2005-11-13
Also published as: JPH0682520U

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本考案は流量計に関し、一層詳細
には流路内を流れる流体の流体圧を受けて回転する羽根
車と、流路内の羽根車の上流側に固定され、流体に旋回
流を発生させるための整流手段とを具備する流量計に関
する。

【０００２】

【従来の技術】流路内を流れる流体の流体圧を受けて回
転する羽根車と、流路内の羽根車の上流側に固定され、
流体に旋回流を発生させるための整流手段とを具備する
流量計としては実開昭６３−１０５０２５号公報に開示
される技術がある。この流量計は流路中に回転自在に軸
支された羽根車と、その羽根車の上流側および下流側に
固定された整流装置を具備する流量計である。整流装置
は、、流体に旋回流を発生させるための整流羽根を複数
枚有している。各整流羽根は軸体の外周面へ傾斜して配
設されている。従って、流路を流れて来た流体は整流羽
根に沿って流れ、その際に旋回流となる。旋回流となっ
た流体が羽根車を回転させると、羽根車に設けられた永
久磁石が羽根車と一体に回転する。この回転により生ず
る磁界の変化を磁気感知手段で検出し、流体の流量を検
出するものである。

【０００３】

【考案が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
従来の流量計には次のような課題がある。実開昭６３−
１０５０２５号公報に開示される流量計では、流体に旋
回流を起こすことにより羽根車を回転させ易くはなった
ものの、流体の流量が少流量の場合、羽根車の回転が鈍
く感度が低いという課題がある。従って、本考案は流体
の流量が少ない場合であっても高感度の流量計を提供す
ることを目的とする。

【０００４】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するた
め、本考案は次の構成を備える。すなわち、流路内を流
れる流体の流体圧を受けて回転する羽根車と、前記流路
内の前記羽根車の上流側に固定され、前記流体に旋回流
を発生させるための整流手段とを具備する流量計におい
て、前記整流手段は、上流側の端面に複数の螺旋凸条が
形成され、該螺旋凸条は前記流路方向の断面において、
流路方向と平行に形成されていることを特徴とする。ま
た、前記整流手段は、上流側の端部を円錐状に形成し、
螺旋凸条は、円錐状の端部の外面に形成するようにして
もよい。例えば、螺旋凸条の形状はは、アルキメデス螺
旋形状とすることができる。さらに、前記整流手段は、
上流側の端面の一部分に形成されている前記螺旋凸条の
先端部を、前記流路内面に形成されている螺旋凹溝へ嵌
合させるようにしてもよい。

【０００５】

【作用】作用について説明する。整流手段は、上流側の
端面に複数の螺旋凸条が形成され、螺旋凸条を流路方向
の断面において、流路方向と平行になるよう形成するこ
とにより、少流量の流体であっても、ほとんど抵抗なく
スムーズに螺旋状に流し、旋回流を発生させることが可
能となる。特に、整流手段の上流側の端部を円錐状に形
成し、螺旋凸条は、円錐状の端部の外面に形成すると、
螺旋凸条の長さをかせぐことができる。また、整流手段
の上流側の端面の一部分に形成されている螺旋凸条の先
端部を、流路内面に形成されている螺旋凹溝へ嵌合させ
るようにすると、整流手段の取付が容易かつ確実になる
と共に、螺旋凸条の先端部と流路内面との間での横漏れ
が防止可能となる。

【０００６】

【実施例】以下、本考案の好適な実施例について添付図
面と共に詳述する。まず、図１と共に実施例の流量計の
構成について説明する。なお、図１に示す流量計は浄水
器の浄化水量を計測するに好適な流量計である。１２
ａ、１２ｂはケーシング構成部材であり、合成樹脂で形
成されている。ケーシング構成部材１２ａ、１２ｂは、
接着剤、超音波溶着等により一体のケーシング１０に形
成されている。ケーシング１０は下端面に流入口１４と
流出口１６が開放され、逆Ｕ字状の中空部が流体の流路
１８に形成されている。流路１８は流入口１４側が中途
部分からが大径に形成され、流出口１６側は小径に形成
されている。水は流路１８内を矢印Ａから矢印Ｂの方向
へＵ字状に流れる。２０は羽根車軸であり、ケーシング
構成部材１２ｂの内壁面から流路１８内を流入口１４方
向へ突設されている。

【０００７】２２は検出手段の一例である磁気検出素子
（例えばホール素子）であり、羽根車軸２０の中空の内
部に配設されている。磁気検出素子２２は、羽根車軸２
０の中空の内部に嵌挿固定されている回路基板２４に固
定されている。磁気検出素子２２の出力信号を取り出す
ため、回路基板２４の上端にはコネクタ３２が接続され
ている。なお、磁気検出素子２２、回路基板２４を羽根
車軸２０内に固定すると共に磁気検出素子２２および回
路基板２４が水に濡れないよう羽根車軸２０内に合成樹
脂（例えばシリコーン、ウレタン）２６が充填されてい
る。２８は羽根車であり、中空の筒状部３０と、筒状部
３０の外周面からラジアル方向へ延設された複数枚の羽
根３４とから成る。羽根車２８はベアリング３６を介し
て羽根車軸２０の外周面へ回転可能に外嵌されている。

【０００８】３８はマグネットであり、羽根車２８の筒
状部３０内に嵌着されている。マグネット３８は、リン
グ状に形成されると共に、その内周面上であって互いに
対向する２点にＮ、Ｓ局の磁極中心が着磁されている。
なお、当該Ｎ、Ｓ磁極中心を結ぶ線分上、すなわち磁気
回路上に磁気検出素子２２が位置するようになってお
り、マグネット３８の回転検出精度の向上を図ってい
る。４０は整流手段であるインペラであり、羽根車軸２
０の下端であって流路１８内面であって、流入口１４近
傍の雌テーパ部４２（傾斜角は４５度以下が望ましい）
に固定されている。インペラ４０は流入口１４方向へ向
く円錐状（傾斜角は４５度以下が望ましい）に形成され
ている。インペラ４０の形状について図２および図３を
さらに参照して説明する。

【０００９】インペラ４０のテーパ状の先端部外面上に
は複数（本実施例では４本）の螺旋凸条４４が等間隔で
突設されている。本実施例における螺旋凸条４４の螺旋
形状は、上流側の正面から見てアルキメデス螺旋形状で
ある。螺旋凸条４４は、水の流れの方向である矢印Ａ方
向の断面において、同方向のエッジ４６は矢印Ａ方向と
平行に形成されている。螺旋凸条４４は矢印Ａ方向へ流
れて来た直流水を旋回流に変換し、旋回流を羽根車２８
の羽根３４に当てて羽根車２８を回転させるために設け
られている。螺旋凸条４４は、インペラ４０のテーパ状
先端部の中央部４８には形成されていない。これは流入
口１４方向から流れて来る水を螺旋凸条４４同士の間へ
導くためである。

【００１０】インペラ４０を設けることにより、羽根３
４に作用する水は直流ではなく旋回流となるので、本実
施例のようにケーシング１０の軸線方向と平行な羽根３
４であっても、効果的に流体圧を作用させることができ
る。また、羽根車２８に作用する流体圧の方向は羽根車
２８を回転させる方向であり、スラスト方向の力は極力
小さくなるので羽根車２８の偏摩耗等を抑制することが
できる。水はインペラ４０の螺旋凸条４４同士の間を流
動可能になっている。特に、本実施例では螺旋凸条４４
が矢印Ａ方向の断面において、エッジ４６が矢印Ａ方向
と平行に形成されているため、直流水を抵抗なく螺旋凸
条４４同士の間に導入させ、螺旋凸条４４に沿って流す
ことにより水流をスムーズに旋回流とすることができ
る。従って、直流水が旋回流に変換される際に水の持つ
エネルギのロスがほとんど無いので少ない流量であって
も効率よく旋回流を起こすことが可能となり、羽根車２
８に与えるエネルギを大きく保つことが可能となる。そ
の結果、流量等の検出精度、分解能を向上させることが
可能となる。

【００１１】５０は螺旋凹溝であり、流路１８内面の雌
テーパ部４２に凹設されている。螺旋凹溝５０は、螺旋
凸条４４に対応して複数（本実施例では４本）、等間隔
で凹設されている。本実施例における螺旋凹溝５０の螺
旋形状は、インペラ４０の螺旋凸条４４に合わせたアル
キメデス螺旋形状である。インペラ４０を流路１８内へ
固定する場合、螺旋凸条４４の先端部は対応する螺旋凹
溝５０内へ嵌合させる。この嵌合により、インペラ４０
の取付が容易かつ確実になる。また、螺旋凸条４４が雌
テーパ部４２内面と嵌合しない場合と比較して、水が螺
旋凸条４４同士の間に形成される螺旋状水路から横へ漏
れるのを防止可能となるので、計測誤差を小さくするこ
とができる（本実施例では±５％以内）。

【００１２】次に実施例の流量計の動作について説明す
る。上記構成を有する流量計において、矢印Ａ方向から
水が流入口１４から流入すると、インペラ４０により水
流は直流から旋回流に変換され、当該旋回流により羽根
車２８は羽根車軸２０の外周を回転する。羽根車２８が
回転すると磁気検出素子２２に対するマグネット３８の
磁極位置が変化するので磁気検出素子２２の出力信号が
変化する。この出力信号は回路基板２４、コネクタ３
２、リード線５２を介して不図示の検出回路へ送られ、
信号の変化パターンを示す周波数から羽根車２８の回転
数を検出し、流量を演算処理して求める。

【００１３】図４に流量Ｑに対する磁気検出素子２２の
出力信号の周波数Ｆのグラフを示す。図４において、本
実施例の流量計の特性をグラフＸに、従来の実開昭６３
−１０５０２５号に開示される整流手段を図１の流量計
にインペラ４０の代わりに設けた場合の特性をグラフＹ
に示す。図４から明らかなように、本実施例の流量計
は、少流量であっても大きな出力を得ることができるた
め、感度、精度、分解能等が著しく向上している。

【００１４】なお、本実施例では検出手段として磁気検
出素子２２を採用したが、検出手段としてはその他、例
えば発光ダイオードと受光ダイオードとから成る反射式
光センサを用いることも可能である。反射式光センサを
用いた場合、羽根車軸２０は透明の合成樹脂等の透明部
材で形成し、羽根車２８の筒状部３０の内周面に反射部
材（例えば単に発光ダイオードの輻射光を反射させるた
めのアルミ箔）を貼着する。反射式光センサの場合も、
水が流入すると、インペラ４０により水流は直流から旋
回流に変換され、当該旋回流により羽根車２８は羽根車
軸２０の外周を回転する。

【００１５】羽根車２８が回転すると反射式光センサに
対する反射部材の位置が変化するので反射式光センサの
出力信号が変化する。この出力信号は不図示の検出回路
へ送られ、信号の変化パターンから羽根車２８の回転数
を検出し、流量を演算処理して求めることができる。以
上、本考案の好適な実施例について種々述べてきたが、
本考案は上述の実施例に限定されるのではなく考案の精
神を逸脱しない範囲で多くの改変を施し得るのはもちろ
んである。

【００１６】

【考案の効果】本考案に係る流量計を用いると、整流手
段は、上流側の端面に複数の螺旋凸条が形成され、螺旋
凸条を流路方向の断面において、流路方向と平行になる
よう形成することにより、少流量の流体であっても、ほ
とんど抵抗なくスムーズに螺旋状に流し、旋回流を発生
させることが可能となるので、少流量であっても流体を
効率よく羽根車に当てることができ、感度、精度、分解
能を格段に向上させることができる。また、請求項２の
構成を採用すると、整流手段の上流側の端部の外表面積
を大きくできるため、螺旋凸条の長さをかせぐことがで
き、確実に旋回流を起こすことが可能となる。さらに、
請求項４の構成を採用すると、整流手段の取付が容易か
つ確実になると共に、螺旋凸条の先端部と流路内面との
間での横漏れが防止可能となり、旋回流のばらつきを防
止できるので流量計の誤差（器差）を抑制可能となる等
の著効を奏する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本考案に係る流量計の実施例を示した断面図。

【図２】実施例の流量計のインペラの断面図。

【図３】実施例の流量計のインペラの上流側から見た平
面図。

【図４】実施例の流量計と従来の流量計について、流量
と検出出力の関係を示したグラフ。

【符号の説明】

１４流入口１６流出口１８流路２２磁気検出素子２８羽根車３４羽根３８マグネット４０インペラ４４螺旋凸条４６エッジ５０螺旋凹溝

Claims

【実用新案登録請求の範囲】

【請求項１】流路内を流れる流体の流体圧を受けて回
転する羽根車と、前記流路内の前記羽根車の上流側に固定され、前記流体
に旋回流を発生させるための整流手段とを具備する流量
計において、前記整流手段は、上流側の端面に複数の螺旋凸条が形成
され、該螺旋凸条は前記流路方向の断面において、流路方向と
平行に形成されていることを特徴とする流量計。
【請求項２】前記整流手段は、上流側の端部が円錐状
に形成され、前記螺旋凸条は、円錐状の端部の外面に形成されている
ことを特徴とする請求項１記載の流量計。
【請求項３】前記螺旋凸条は、アルキメデス螺旋形状
であることを特徴とする請求項１または２記載の流量
計。
【請求項４】前記整流手段は、上流側の端面の一部分
に形成されている前記螺旋凸条の先端部が、前記流路内
面に形成されている螺旋凹溝へ嵌合していることを特徴
とする請求項１、２または３記載の流量計。