JPH0125403B2 - - Google Patents

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JPH0125403B2
JPH0125403B2 JP55181773A JP18177380A JPH0125403B2 JP H0125403 B2 JPH0125403 B2 JP H0125403B2 JP 55181773 A JP55181773 A JP 55181773A JP 18177380 A JP18177380 A JP 18177380A JP H0125403 B2 JPH0125403 B2 JP H0125403B2
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JP
Japan
Prior art keywords
rotor
fluid flow
insert
axis
flow meter
Prior art date
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Expired
Application number
JP55181773A
Other languages
Japanese (ja)
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JPS56119810A (en
Inventor
Jakobusu Peetaasu Paurusu
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
NEVAMO Inc
Original Assignee
NEVAMO Inc
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Filing date
Publication date
Application filed by NEVAMO Inc filed Critical NEVAMO Inc
Publication of JPS56119810A publication Critical patent/JPS56119810A/en
Publication of JPH0125403B2 publication Critical patent/JPH0125403B2/ja
Granted legal-status Critical Current

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    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01FMEASURING VOLUME, VOLUME FLOW, MASS FLOW OR LIQUID LEVEL; METERING BY VOLUME
    • G01F1/00Measuring the volume flow or mass flow of fluid or fluent solid material wherein the fluid passes through a meter in a continuous flow
    • G01F1/05Measuring the volume flow or mass flow of fluid or fluent solid material wherein the fluid passes through a meter in a continuous flow by using mechanical effects
    • G01F1/10Measuring the volume flow or mass flow of fluid or fluent solid material wherein the fluid passes through a meter in a continuous flow by using mechanical effects using rotating vanes with axial admission

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  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Fluid Mechanics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Measuring Volume Flow (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は流体流速計、特にモータ車輛用燃料消
費計の如き液体流速計に関するが、瞬間流速及
び/又は予め決められた期間の流量の正確な指示
が重要である他の液体測定にも適した液体流速計
にも関する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION The present invention relates to fluid flow meters, particularly fluid flow meters such as fuel consumption meters for motor vehicles, where an accurate indication of instantaneous flow velocity and/or flow rate over a predetermined period of time is important. The present invention also relates to a liquid flow meter suitable for measuring liquids.

流体流速計の分野においては、特許文献に多く
の提案がなされてきた。ロータが軸線方向にそれ
に沿つて流れる流体によつてそのシヤフトのまわ
りに回転させられるようになつており、そしてロ
ータ回転を観測しこれを流速を表わす信号に転化
するための手段が設けられている流体通路にジヤ
ーナル支持されたロータを使用する流体流速計に
おいては二つの主要なシステムが区別され得る。
故にソフトドリンクの如き比較的大量の液体の等
しい分量を所定の比較的短い期間に流すことがで
きなければならない飲料分配器の如き液体計量装
置のための流量計がある。このような液体流を必
要以上に放害しない為に全通路開口を軸線方向に
流れる液体が比較的小さな角度、たとえば20゜で
ロータに衝突するようならせん形状を有するロー
ターが使用される。この状況下では回避できない
すべりに部分的に起因して、広範な範囲内の回転
速度と液体速度との間の一次関係の問題はない。
しかしながら、これは繰返し繰返し所定の短い期
間に所定の全量送給するだけでよい飲料分配器に
おいては欠点ではない。
In the field of fluid flow meters, many proposals have been made in the patent literature. A rotor is adapted to be caused to rotate about its shaft by fluid flowing axially therealong, and means are provided for observing rotor rotation and converting this into a signal representative of flow velocity. Two major systems can be distinguished in fluid anemometers that use journalled rotors in the fluid passages.
There are therefore flow meters for liquid metering devices, such as beverage dispensers, which must be able to flow equal portions of a relatively large amount of liquid, such as a soft drink, in a predetermined relatively short period of time. In order not to disturb this liquid flow unnecessarily, a rotor is used which has a helical shape such that the liquid flowing axially through all the passage openings impinges on the rotor at a relatively small angle, for example 20°. There is no problem of a linear relationship between rotational speed and liquid velocity within a wide range, due in part to the slippage that cannot be avoided under these circumstances.
However, this is not a disadvantage in beverage dispensers that only need to repeatedly dispense a predetermined full amount over a predetermined short period of time.

基本的に異なるシステムの例は米国特許明細書
第3240063号及び第3922525号に記載されている。
これらはロータの軸線を含む面内で半径方向に延
びている羽根を有するロータを使用し、そしてロ
ータ軸ができる限り直角に交わるように、従つて
ロータ羽根に最適作用が及ぼされるように、ロー
タの上流で流体流はその最初の軸線方向かららせ
ん運動に転向される。米国特許第3240063号に記
載の流量計においては、液体転向部材は流体通路
を充填するインサートとして設計され、該インサ
ートは円周にらせん状通路を有し、それにより液
体流がらせん状に配向されるのみならず、更に液
体通路は制限され、それにより該装置を通つて流
れる液体の容積当りの比較的大きいロータ回転数
を達成する加速を生じる。ロータ回転をパルスに
変え、これを流速値に翻訳する感知手段との組合
せにおいては、このような流速の増加は測定の精
度にとつて好ましい。
Examples of fundamentally different systems are described in US Pat. Nos. 3,240,063 and 3,922,525.
These use a rotor with blades that extend radially in a plane containing the rotor axis, and the rotor is rotated so that the rotor axes intersect as perpendicularly as possible, so that optimum action is exerted on the rotor blades. Upstream of the fluid flow is diverted from its initial axial direction into a helical motion. In the flowmeter described in U.S. Pat. No. 3,240,063, the liquid diverting member is designed as an insert filling the fluid passage, the insert having a helical passage around its circumference, whereby the liquid flow is directed in a helical manner. Furthermore, the liquid passage is restricted, thereby creating an acceleration that achieves a relatively large number of rotor revolutions per volume of liquid flowing through the device. In combination with sensing means that transform rotor rotation into pulses and translate this into flow velocity values, such an increase in flow velocity is favorable for the accuracy of the measurements.

しかしながら、特に車輛モータの燃料消費を測
定するために、間接的にそれから燃料消費を導く
エンジンの入口スタブにおける高度に不正確な真
空測定が実際には依然として極めて多く適用され
ていることが見出される。これに対する理由は、
安価で高い信頼性を有し更に広範囲にわたり正確
な指示を与える米国特許第3240063号明細書に記
載のタイプのメータを実現することは困難である
ということである。これに関連して、軸線方向液
体流における軸線方向中心線のまわりに回転しな
ければならないロータは該ロータがその下流のベ
アリングに対して強制されるという意味において
液体流の軸線方向スラストにより影響され、それ
によりベアリング摩擦が増加しそしてロータの速
度、即ち単位時間当りの回転数がそれを通る液体
の量をもはや表わさないということを考慮しなけ
ればならない。米国特許明細書第3240063号に記
載のメータにおいては、この効果はロータのため
の二重ボールベアリングを使用することによつて
考慮される。更に、スイス特許明細書第474050号
においては、軸線方向液体スラストを防止する目
的で、軸線方向流の一部をロータがその外周の付
近に保持された液体渦に対して相対的に半径方向
にジヤーナル支持されるようにロータの外側に沿
つて向流に戻されるようになつている構造が記載
されている。これまで特許文献に記載の消費計が
殆んど使用されないか又は全然使用されなかつた
理由は、これらが複雑であり従つて高価であり、
更に故障しがちであり、小さな寸法につくること
ができないこと及び/又は流速の大きな変動がな
い場合にはもはや正確な指示を与えないというこ
とを挙げることができる。特に低速範囲において
は、ボールベアリング摩擦の効果は相当であり、
そしてロータの外周における渦巻は機能しなくな
る。
However, it is found that highly inaccurate vacuum measurements at the inlet stub of the engine, which indirectly derive the fuel consumption from it, are still very often applied in practice, in particular for measuring the fuel consumption of vehicle motors. The reason for this is
It has been difficult to realize a meter of the type described in US Pat. No. 3,240,063 that is inexpensive, highly reliable, and gives accurate indications over a wide range. In this context, a rotor that has to rotate about its axial centerline in an axial liquid flow is affected by the axial thrust of the liquid flow in the sense that the rotor is forced against its downstream bearings. , it must be taken into account that the bearing friction increases and the speed of the rotor, ie the number of revolutions per unit time, no longer represents the amount of liquid passing through it. In the meter described in US Pat. No. 3,240,063, this effect is taken into account by using double ball bearings for the rotor. Furthermore, in Swiss Patent Specification No. 474050, for the purpose of preventing axial liquid thrust, a rotor directs a portion of the axial flow in a radial direction relative to a liquid vortex held near its outer circumference. A structure is described that is adapted to be returned countercurrently along the outside of the rotor in a journal-supported manner. The reason why consumption meters described in patent literature have hitherto been rarely or never used is that they are complex and therefore expensive;
Furthermore, it can be mentioned that they are prone to breakdowns, cannot be made to small dimensions and/or no longer give accurate indications in the absence of large fluctuations in flow rate. Especially in the low speed range, the effect of ball bearing friction is considerable.
The vortex on the outer circumference of the rotor then ceases to function.

本発明は、試験により示された通りすぐれた満
足感を与えるのみならず、それらを使い捨て可能
な形態に製造することを可能とする程安価につく
ることができる流速計を提供する。このことはた
とえば医学的注入装置における減菌状態を確実に
することは重要である。
The present invention provides current meters that not only provide excellent satisfaction as shown by testing, but can also be made cheaply enough to allow them to be manufactured in disposable form. This is important, for example, to ensure sterile conditions in medical injection devices.

米国特許明細書第3240063号に記載の技術水準
から出発して、本発明は、軸線通路を有する、導
管内に設置されたハウジングと、周囲に沿つて少
なくとも一つのらせん溝を有する、該通路開口を
満たすインサートの形態にある液体方向付部材
と、該通路の軸線方向に方向付けられた回転軸線
を有し、該インサートの下流側にジヤーナル支持
されたロータと、該ロータの軸線に平行な且つ間
隔を置いた位置に延びている羽根部材を具備し、
更に該ロータの回転を感知し且つこれらを流体流
速を表わす信号に変換する手段を具備する流体流
速計において、該ロータが中央軸を有し、該中央
軸の上流端が該インサートの下流端面にその目的
で設けられた空洞内にジヤーナル支持されてお
り、その下流端がカウンタベアリング内の同様な
空洞内にジヤーナル支持されており、該カウンタ
ベアリングは、該空洞を含み且つ半径方向シート
部材を介して該通路の壁に接続されている中央部
分を具備し、該ロータは制限された軸方向隙間を
有してジヤーナル支持されていることを特徴とす
る流体流速計を提供する。
Starting from the state of the art described in U.S. Pat. a liquid directing member in the form of an insert that satisfies the flow path; a rotor having an axis of rotation oriented in the axial direction of the passageway and journalled downstream of the insert; comprising blade members extending at spaced positions;
A fluid flow meter further comprising means for sensing rotation of the rotor and converting these into signals representative of fluid flow velocity, wherein the rotor has a central axis, the upstream end of the central axis being at the downstream end face of the insert. journalled in a cavity provided for that purpose, the downstream end of which is journalled in a similar cavity in a counterbearing, which counterbearing includes the cavity and is connected via a radial seat member. a central portion connected to a wall of the passageway, the rotor being journalled with limited axial clearance;

かかる流量計は多数の要件を満足する。カウン
タベアリングは一射出成形工程において該ハウジ
ングと一緒にそしてロータ及びインサートと一緒
に製造することができ、かくして該流量計は回転
感知手段を除いて三つの部分のみから組立てられ
る。組立体は、下流シヤフト端がカウンタベアリ
ングの空洞内に受入れられ次いでインサートが自
己把持する方法で所定位置に置かれそしてハウジ
ング内に形成された停止シヨルダにより軸方向に
接触されるまでロータをハウジングへと降下させ
ることのみが必要である。操作期間中、液体はロ
ータゾーンにおいてらせん状に移動し、そしてカ
ウンタベアリングの半径方向に延びているシート
部材に対して衝突し、液体の大部分が下流方向に
直接軸方向に案内されるが、同時にそれだけカウ
ンタスラストはロータを軸線方向に浮いている状
態に保持することを引き起こす。該メータ、従つ
てロータが小さな寸法を有し、そして少なくとも
ロータが合成プラスチツク材料からつくられてい
る場合には、液体中のその質量は非常に軽く、結
果としてベアリング摩擦は無視できる。
Such a flow meter satisfies a number of requirements. The counter bearing can be manufactured together with the housing and with the rotor and insert in one injection molding process, so that the flow meter is assembled from only three parts, excluding the rotation sensing means. The assembly moves the rotor into the housing until the downstream shaft end is received within the cavity of the counterbearing and the insert is then held in place in a self-gripping manner and axially contacted by a stop shoulder formed within the housing. It is only necessary to lower the During operation, the liquid moves helically in the rotor zone and impinges against the radially extending seat member of the counterbearing, with the majority of the liquid being guided directly axially in the downstream direction; At the same time, the counterthrust causes the rotor to remain axially floating. If the meter, and therefore the rotor, have small dimensions, and at least the rotor is made of synthetic plastic material, its mass in the liquid is very light, as a result of which bearing friction is negligible.

従つて、本発明に従うメータは、合成プラスチ
ツク材料で形成された光構造でよく、その長さは
約40mmであり、通路の直径は4.5及至5mmの範囲
であり、最も大きなロータの直径が2.3mmであり、
インサートが3mmの軸線方向長さを有し、ロータ
の空間が3mmの軸線方向長さを有し、下流のカウ
ンタベアリングが2mmであり、その重さが10gを
越えないものであることができる。従つて、メー
タは更に支持体又はサスペンシヨンを用いること
なしに作動することができる、燃焼ライン中に設
置することができる長さである。更に、メータは
エンジンの振動を感応しないものであり、その角
度位置は全く重要でない。これに関連して、ロー
タは約15mgであり、従つて、液体の中でさえ、全
メータの位置は軸受摩擦に影響を与えない。
The meter according to the invention may therefore be a light structure made of synthetic plastic material, the length of which is approximately 40 mm, the diameter of the passages ranging from 4.5 to 5 mm, and the diameter of the largest rotor being 2.3 mm. and
The insert may have an axial length of 3 mm, the rotor space may have an axial length of 3 mm, the downstream counterbearing may be 2 mm, and its weight may not exceed 10 g. The meter is therefore of such length that it can be installed in the combustion line, allowing it to operate without further support or suspension. Furthermore, the meter is not sensitive to engine vibrations and its angular position is of no importance. In this context, the rotor is about 15 mg, so even in liquid the position of the entire meter does not affect the bearing friction.

これらの小さなロータの寸法及び液体内の軽い
重量によつて、メータはほんのわずかな流体の流
れでさえ、その動きにて直接的にセツトされる。
実際上、2リツトル/時の流速でも正確に測定さ
れる。
Due to the size of these small rotors and the light weight within the liquid, the meter is set directly on the movement of even the slightest fluid flow.
In practice, even flow rates of 2 liters/hour are accurately measured.

実験によると、モータベアリングの液体スラス
ト効果は、2つのらせん状周囲溝を備えているイ
ンサートであつて、該溝の各々が軸線に対して鋭
角をなし、約180゜で延びており、且つ相互に直径
方向に対抗して始つており且つ終つているインサ
ートと、該流体通路を介して横に延びている平担
なストリツプとして形成されているカウンタベア
リングとを備えることによる、本発明の改良によ
つて、広い範囲の流速で移動できる。
Experiments have shown that the liquid thrust effect in motor bearings is caused by inserts with two helical circumferential grooves, each at an acute angle to the axis, extending at about 180°, and mutually extending. An improvement of the invention by providing an insert starting and terminating diametrically opposite the fluid passageway, and a counterbearing formed as a flat strip extending laterally through the fluid passageway. Therefore, it can move in a wide range of flow velocities.

上記の如く、ユニツト当りの流体流量のパルス
を出来る限り多く測定することが望ましい。ロー
ターの回転が磁界の強さに打勝つ必要がないマグ
ネツトで作動する構造よりも利点を有する光線を
遮断する作動に基く回転感知手段を使用するとき
は、ローターの1回転当り出来る限り多くの光線
の遮断を感知することが望ましい。理論的には、
これはローターの翼数のみを増加する必要があ
る。しかしながら実際には、これは不正確さを生
ずる結果となり、特に全ローターが小径のとき
は、部分的にはメーター、ハウジングの材料およ
びメーター内を流れる流体の光線の屈折の結果、
不正確となる。アメリカ特許第4012958号では、
ローターのコアから突出している小さい羽根部が
観際されるように、光源から送られる光線の焦点
を合わすため、ハウジングの壁の1部を収れんレ
ンズの如く形成することが、この点について提案
されている。
As mentioned above, it is desirable to measure as many pulses of fluid flow per unit as possible. When using rotation sensing means based on light beam blocking operation, which has advantages over magnetically actuated structures in which the rotor rotation does not have to overcome the strength of the magnetic field, as many light beams as possible per rotation of the rotor are used. It is desirable to sense the interruption of the Theoretically,
This only requires increasing the number of rotor blades. In practice, however, this results in inaccuracies, especially when the total rotor is of small diameter, partly as a result of the refraction of the light beam of the meter, the material of the housing and the fluid flowing through the meter.
becomes inaccurate. In U.S. Patent No. 4012958,
In this regard, it has been proposed to form part of the wall of the housing like a converging lens in order to focus the light rays coming from the light source so that the small blades protruding from the core of the rotor are visible. ing.

本発明によれば、ローター1回転当り複数回の
光線の遮断によるパルスの発生は、短距離でロー
ター軸と光線を横切らせるか、あるいはクロスさ
せることによつて簡単に行うことができ、且つロ
ータの軸線の近くにロータの空間を作ることがで
きる。従つてロータが回転すると、軸線と半径方
向にへだてられた関係で置かれているロータ部分
が常に、容易な方法で光線を遮断する。
According to the present invention, the generation of pulses by interrupting the light beam multiple times per rotation of the rotor can be easily performed by crossing or crossing the light beam with the rotor axis over a short distance, and It is possible to create a space for the rotor near the axis of the rotor. When the rotor rotates, therefore, the rotor parts which are placed in radially offset relation to the axis always intercept the light beam in a simple manner.

従つて、本発明によれば、ロータは軸の両端に
延びているスタツプ軸を備え、且つ、光線を通過
せしめる中央孔をその中に有する偏平な、矩形状
体より成つていてもよい。
Therefore, according to the invention, the rotor may consist of a flat, rectangular body with a stud shaft extending at both ends of the shaft and having a central hole therein through which the light beam passes.

ロータ本体の中に空洞を有すると、全く危険が
ない。実際に、流体の流れの中に存在するかも知
れない如何なるガス気泡も、遠心力によつて通路
の中心の方へ押し込まれ、そしてロータ本体内に
入り込む。気泡はメータが最早正確な指示をしな
いか、全く指示しなくなるような光線屈折の原因
となる。
Having a cavity inside the rotor body poses no danger at all. In fact, any gas bubbles that may be present in the fluid flow are forced by centrifugal force towards the center of the passage and into the rotor body. Bubbles cause light beam refraction such that the meter no longer gives an accurate reading, or no reading at all.

そのような、中心ロータ孔内に気泡が附着する
機会を最少限とするため、本発明によれば、中央
孔は多角形であつてもよい。
In order to minimize the chance of air bubbles getting stuck in the central rotor hole, according to the invention, the central hole may be polygonal.

勿論、メータの下流に空気抜きのような適当な
手段によつてメータ内への気泡の流入を防止する
ことが可能であるが、本発明の特徴によれば、ロ
ータ内に存在する空洞な空間、下流端で開放して
おけば、より金もかからず、気泡は下流方向へ運
ばれ、実際の実験でも、実際に得策であることが
示されている。
Of course, it is possible to prevent the inflow of air bubbles into the meter by suitable means, such as an air vent downstream of the meter, but according to a feature of the invention, the hollow space present in the rotor, Leaving it open at the downstream end is cheaper and allows the bubbles to be carried downstream, and practical experiments have shown that this is actually a good idea.

本発明の好ましい例では、ロータが中心軸に対
し横方向に延びている本体を提供しており、且つ
円周的に間隔をあけたカンチレバー、ロツド要素
が、上記軸と間隔をあけた関係で、下流方向に延
びている。
In a preferred embodiment of the invention, the rotor provides a body extending transversely to a central axis, and circumferentially spaced cantilever rod elements are provided in spaced relation to said axis. , extending in the downstream direction.

しかしながら、ロータに空間が存在すると、あ
る所定の瞬間、流体がメータを流れず、メータは
それを検知しなければならないという事実が関連
してくる。本発明によれば、これは、ロータの半
径方向の寸法を最大とし、液体流路の該当する大
きさよりも僅かに小さくすることによつて達成さ
れた。従つて流路の中央部に流体が存在しないと
きも、常に流路の壁面に存在する液層の摩擦によ
つてロータは直ちに停止する。
However, the presence of a void in the rotor makes relevant the fact that at a given moment no fluid flows through the meter and the meter must sense this. According to the invention, this was achieved by maximizing the radial dimensions of the rotor and making them slightly smaller than the corresponding dimensions of the liquid flow channels. Therefore, even when there is no fluid in the center of the flow path, the rotor immediately stops due to the friction of the liquid layer that always exists on the wall surface of the flow path.

本発明によるメータのこの特性が、極めて軽い
ロータ重量およびロータ軸の無視し得る程少い軸
受摩擦と共に、高い感度を保証し、これが正確な
全測定に必要であり、この後者の正確な全測定
は、流体がメータに沿つて流れたとき、直ちにロ
ータが回転を開始し、流体の流れが停止するや否
やロータが停止したときのみ可能である。
This characteristic of the meter according to the invention, together with a very low rotor weight and negligibly low bearing friction on the rotor shaft, ensures a high sensitivity, which is necessary for accurate total measurements, and this latter is necessary for accurate total measurements. is possible only when the rotor starts rotating as soon as the fluid flows along the meter and stops as soon as the fluid flow stops.

本発明によれば、それ自体公知の赤外線装置を
使用することもできる。この装置は、赤外線放射
の長い波長により材料内での反射が比較的少く、
従つて、ハウジング用として広範囲の材料を選択
できるという利点がある。
According to the invention, it is also possible to use infrared devices known per se. The device uses long wavelengths of infrared radiation that cause relatively little reflection within the material.
Therefore, there is the advantage that a wide range of materials can be selected for the housing.

今までに述べた明細書で造られた本発明による
流量計が、1時間当りの流量2リツトルおよび80
リツトルの間の種々の流量を正確、且つ即座に測
定可能であることが明かとなつた。ローター速度
5000rpmおよび6000rpmの間では、偏差1.5%以
下の軽油流量測定が可能である。更に本発明によ
る流量計は、メータに流入する如何なる塵埃もそ
の流路を妨げず、流路が持ち運ぶのを防止するよ
う、杜塞の影響をあまり受けない。
The flow meter according to the invention made according to the specifications hitherto described has a flow rate of 2 liters per hour and 80 liters per hour.
It has become clear that various flow rates between bottles can be measured accurately and instantly. rotor speed
Between 5000rpm and 6000rpm, it is possible to measure the gas oil flow rate with a deviation of 1.5% or less. Furthermore, the flow meter according to the invention is less susceptible to blockage so that any dust entering the meter does not obstruct its flow path and prevents the flow path from being carried away.

総括的に述べると、所定の狭い範囲の流量以内
では、正確且つ直線状の測定を行うこと自体は難
しくはないが、今までは、大型の複雑な装置を使
用しなければ、非常に大きな変化をする流量を正
確に測定することは不可能であつた。本発明はこ
の目的を達成する簡単な且つ安価な構造の流量計
を提供する最初の発明である。
Overall, it is not difficult to make accurate and linear measurements within a narrow predetermined range of flow rates, but until now, it has been difficult to make accurate and linear measurements without the use of large and complex equipment. It was not possible to accurately measure the flow rate. The present invention is the first to provide a flow meter of simple and inexpensive construction that achieves this objective.

図面、特に第1図について説明すると、本発明
の流体流速計は流れの方向が矢印によつて示され
ている燃料ライン1中に設けられる。流速計はた
とえば透明な合成プラスチツク材料からなり円筒
形状のハウジング2を有する。ハウジング2内に
中央窓4と軸スタブ5及び6を有する矩形状のロ
ーター3が、一重ねじ又は複数ねじウオーム7と
ハウジング2中の中央開口を横切つて延びる板状
のカウンタベアリング8の間にジヤーナル支持さ
れている。ロータ3の軸スタブ5及び6はウオー
ム7及びカウンタベアリング板8中のベアリング
空所の中に自由に回転できるように収容される。
Referring to the drawings, and in particular to FIG. 1, the fluid flow meter of the present invention is installed in a fuel line 1 whose direction of flow is indicated by the arrow. The current meter has a cylindrical housing 2 made of, for example, a transparent synthetic plastic material. A rectangular rotor 3 having a central window 4 and shaft stubs 5 and 6 in the housing 2 is mounted between a single-threaded or multi-threaded worm 7 and a plate-shaped counterbearing 8 extending across a central opening in the housing 2. Supported by journal. The shaft stubs 5 and 6 of the rotor 3 are freely rotatably housed in bearing cavities in the worm 7 and counterbearing plate 8.

ライン1中の石油の流れはウオーム7によつ
て、ウオームワインデング及びハウジング2によ
つて輪郭づけられている比較的狭いチヤネル、又
はウオームが複数ねじ式の場合は複数のチヤネル
中に強制される。ウオームチヤネルのロータ3に
おける出口は、できるだけ90゜に近い角度でロー
ター軸によつて囲まれ、それによつてローター3
が回転する空間9において流体はできるだけ直径
方向に流れロータに実質上直角に衝突する。板状
のカウンタベアリング8は石油ライン1中で抵抗
を形成し、ローター3は軸スタブ6によつて組合
わされたベアリング空所中に強制されないで、軸
方向ではベアリング板8及びウオーム7の相対す
るベアリング空所間に浮遊するという好ましい結
果を与える石油流れ中のある種のスラストを付与
する。
The flow of oil in line 1 is forced by the worm 7 into a relatively narrow channel defined by the worm winding and the housing 2, or into multiple channels if the worm is multi-threaded. . The exit of the worm channel in the rotor 3 is surrounded by the rotor axis at an angle as close as possible to 90°, so that the rotor 3
In the space 9 in which the rotor rotates, the fluid flows as diametrically as possible and impinges on the rotor substantially at right angles. The plate-shaped counter-bearing 8 forms a resistance in the oil line 1 and the rotor 3 is not forced into the combined bearing cavity by the shaft stub 6, but in the axial direction the bearing plate 8 and the worm 7 face each other. It imparts some kind of thrust in the oil flow which gives the desired result of suspension between the bearing cavities.

ハウジング2は直径方向に相対する信号源及び
受信器、たとえば略図的に示されるように赤外輻
射源10及び受信器11を有する。発信器10に
よつて発信される光ビームはローターの窓4を通
過しローターの回転によつて周期的に遮断され、
従つて受信器11は光パルスを受け光パルスは更
に既知の方法で流体の流速を表わす信号に変換さ
れる。ローターの窓4は矩形であることが望まし
く、それによつて発信器10によつて伝送される
信号を妨害するような空気泡が窓にくつつくのを
防止する。
The housing 2 has diametrically opposed signal sources and receivers, such as an infrared radiation source 10 and a receiver 11 as schematically shown. The light beam emitted by the transmitter 10 passes through the rotor window 4 and is interrupted periodically by the rotation of the rotor.
The receiver 11 thus receives the light pulses which are further converted in known manner into a signal representative of the fluid flow rate. The rotor window 4 is preferably rectangular, thereby preventing air bubbles from clinging to the window that would interfere with the signal transmitted by the transmitter 10.

本発明の流体流速計は、石油ラインを遮断し、
流速計ハウジング2上に管の端を滑動せしめ、そ
してこれらをたとえばクランプ手段によつて固定
し、そして必要な電気的及び他の端子を読み取り
又は記録装置に連結することによつて、簡単な方
法で石油ライン1に設けることができる。このよ
うな石油流速計は廉価に作ることができてエンジ
ンキヤブレータに対する瞬間的な実際の石油流量
を正確に読み取ることができる。
The fluid flow meter of the present invention shuts off the oil line,
In a simple manner, by sliding the ends of the tubes onto the current meter housing 2 and securing them, for example by clamping means, and connecting the necessary electrical and other terminals to a reading or recording device. can be installed in the oil line 1. Such oil flow meters can be made inexpensively and provide accurate readings of the instantaneous actual oil flow rate to the engine carburetor.

合成プラスチツク材料で作ると、ローター3は
僅か15mg程度の重さになり、従つてその質量慣性
モーメントが低くなり、ローターは流量の変動に
瞬間的に応答するようになり、一方ずれが殆んど
生じなくてベアリングの摩擦も最小になる。一部
はローターの特殊の取付け方法の結果、流速計は
振動や位置の変化に対して鈍感になる。
When made of synthetic plastic material, the rotor 3 weighs only around 15 mg, thus reducing its mass moment of inertia, allowing the rotor to respond instantaneously to fluctuations in flow rate, while shifting is negligible. No friction occurs and bearing friction is also minimized. Partly as a result of the rotor's particular mounting method, the current meter becomes less sensitive to vibration and position changes.

第2a図及び第2b図は異なつた形態のロータ
ーと信号発信器10及び受信器11の異なつた配
列を示す。第2a図の例では、ローターは閉じて
おり、即ち中心開口4が無く、信号発信器及び受
信器は偏心して配列されている。又第2b図は信
号器は偏心して設けられている例を示すが、ロー
ター3bは大きい中心開口4bを有するので、ロ
ーターの回転当り4箇のパルスが発生する。
2a and 2b show different configurations of the rotor and different arrangements of the signal transmitter 10 and receiver 11. FIG. In the example of FIG. 2a, the rotor is closed, ie there is no central opening 4, and the signal emitter and receiver are arranged eccentrically. Further, FIG. 2b shows an example in which the signal device is provided eccentrically, but since the rotor 3b has a large central opening 4b, four pulses are generated per rotation of the rotor.

第3図及び第4図の例では流速計は又石油ライ
ン中に設けられるハウジング2を有する。ハウジ
ング2は赤外発信器10及び受信器11を収容す
るための外側凹所12及び13とカウンタベアリ
ング板8を有するように1回の射出成形手段によ
つて作ることができる。ハウジング2の内部では
2つのらせん状の周囲チヤネル16及び17を有
するインサート15の形の液体デイレクターのた
めストツプシヨルダ14が形成され、チヤネル1
6及び17の各々は約180゜で延びており、そして
直径方向の相対する点において始まりそして終つ
ている。各々の端末はカウンタベアリング8に対
して90゜ずれている。
In the example of FIGS. 3 and 4, the current meter also has a housing 2 located in the oil line. The housing 2 can be made by a single injection molding means to have outer recesses 12 and 13 for accommodating the infrared transmitter 10 and the receiver 11 and a counter-bearing plate 8. Inside the housing 2 a stop shoulder 14 is formed for a liquid director in the form of an insert 15 with two helical peripheral channels 16 and 17, channel 1
6 and 17 each extend approximately 180° and begin and end at diametrically opposed points. Each terminal is offset by 90° relative to the counter bearing 8.

インサート15及びカウンタベアリング8の相
対する端面において、各々のベアリング凹部18
及び19はローター21の軸20をジヤーナル支
持しており、ローターの軸20の全長は凹部18
及び19の底部間の垂直距離よりも短かく、従つ
てローター21は軸方向に隙間をもつてジヤーナ
ル支持されている。
At the opposing end faces of the insert 15 and the counter bearing 8, each bearing recess 18
and 19 journally support the shaft 20 of the rotor 21, and the entire length of the rotor shaft 20 is the recess 18.
and 19, and thus the rotor 21 is journalled with a gap in the axial direction.

ローター21は軸20に対して横方向にのびる
胴体22を備え、それから片持ち棒部材23がハ
ウジング2の内壁に接近して下流方向にのびてい
る。
The rotor 21 includes a body 22 extending transversely to the axis 20, from which a cantilevered bar member 23 extends downstream adjacent the inner wall of the housing 2.

らせん状チヤネル16及び17から来る液体流
れはこれらの部材23に実質上直角に衝突しロー
ターを回転せしめ、部材23はローター軸20に
沿つて接近して進む光ビーム24(第4図参照)
を遮断する。ローター21は開口形状を有し、従
つて空気泡は保留されない。流速計を通る液体流
れが遮断される時ローターは直ちに停止する。
The liquid streams coming from the helical channels 16 and 17 impinge on these members 23 at substantially right angles, causing the rotor to rotate, and the members 23 cause a light beam 24 (see FIG. 4) to travel closely along the rotor axis 20.
cut off. The rotor 21 has an open shape so that no air bubbles are retained. The rotor stops immediately when the liquid flow through the current meter is cut off.

流速計の組立ては、軸21の下流側端部がベア
リング空所19中に受け入れられるまでローター
21を挿入し、インサート15をストツプ14ま
で導き入れ、そして発信器10及び受信器11を
目的に適合するように凹所12及び13中に設け
ることによつて行なわれる。
Assembly of the current meter consists of inserting the rotor 21 until the downstream end of the shaft 21 is received in the bearing cavity 19, guiding the insert 15 up to the stop 14, and adapting the transmitter 10 and receiver 11 for the purpose. This is done by providing in the recesses 12 and 13 so as to.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of drawings]

第1図は、部分的に軸線方向断面図及び側面図
で示した燃料ライン内の流速を測定するために使
用するに特に適した、本発明の一具体例の流体流
速計を示す。第2a図及び第2b図は、ロータの
他の具体例の簡略立面図。第3図は、本発明の流
体流速計の好ましい具体例の、一部を切欠いた簡
略傾視図である。第4図は、第3図の好ましい具
体例のロータの端面図である。 2……ハウジング、3……ロータ、4……中央
穴、5及び6……軸スタブ、8……カウンタベア
リング、10……赤外線発信器、11……赤外線
受信器。
FIG. 1 depicts a fluid flow meter of one embodiment of the invention particularly suitable for use in measuring flow velocity in a fuel line, shown partially in axial cross-section and in side view. Figures 2a and 2b are simplified elevational views of other embodiments of the rotor. FIG. 3 is a simplified perspective view, partially cut away, of a preferred embodiment of the fluid flow meter of the present invention. 4 is an end view of the rotor of the preferred embodiment of FIG. 3; FIG. 2...Housing, 3...Rotor, 4...Center hole, 5 and 6...Shaft stub, 8...Counter bearing, 10...Infrared transmitter, 11...Infrared receiver.

Claims (1)

【特許請求の範囲】 1 軸線通路を有する、導管内に配置されるハウ
ジングと、 周囲に少なくとも1つの螺旋チヤンネルを有す
る、該通路内に嵌合するインサートの形態である
流体方向付部材と、 該通路の軸線に整合した回転軸線を有し、この
回転軸線に平行に且つ半径方向に離間して延びて
いる羽根部材を備えている、該インサートの下流
側においてジヤーナル支持されたローターと、 該ローターの回転速度を検出して、流体の流速
を表す信号を生成する手段とを具備し、 該ローターが中心軸手段を有し、 該中心軸手段の上流端が該インサートの下流端
面の第1の孔内に配置されており、 該中心軸手段の下流端が、部材の中央に配置さ
れた同様な第2の孔内に配置されている流体流速
形において、 該中心軸手段の端が、制限された軸線方向隙間
を有して、それぞれ、該第1及び第2の孔内にて
ジヤーナル支持されており、 該第2の孔内が配置されている該部材が、半径
方向シート部材を介して該通路の壁に連結された
カウンタベアリングであり、 該ローターの回転速度を検出する該手段が放射
検出器と光又は赤外線放射のビームを提供する手
段とを具備し、 該ビームが該ローターの軸線と交差し又は小さ
な間隔を置いて該ローターの軸線を通過し、 該ローターが平担な矩形本体からなり、 該中心軸手段がその両端において延びているス
タブ軸を具備し、 該矩形本体が該羽根部材を形成し且つ該ビーム
が通過することができる中央開口を有し、 これによつて、該ローターが回転すると、上記
軸線に対して半径方向に離間して配置された該ロ
ーターの部分が周期的に該ビームを中断すること
を特徴とする流体流速計。 2 該中央開口が多角形である特許請求の範囲第
1項記載の流体流速計。 3 該ローターの最も大きな直径方向寸法が該通
路の対応する直径よりもわずかだけ小さい特許請
求の範囲第1項又は第2項記載の流体流速計。 4 該ローターの回転速度を検出する手段が赤外
線装置を有する特許請求の範囲第1項〜第3項の
いずれか1項に記載の流体流速計。 5 軸線通路を有する、導管内に配置されるハウ
ジングと、 周囲に少なくとも1つの螺旋チヤンネルを有す
る、該通路内に嵌合したインサートの形態である
流体方向付部材と、 該通路の軸線に整合した回転軸線を有し、この
回転軸線に平行に且つ半径方向に離間して延びて
いる羽根部材を備えている、該インサートの下流
側においてジヤーナル支持されたローターと、 該ローターの回転速度を検出して、流体の流速
を表す信号を生成する手段とを具備し、 該ローターが中心軸を有し、 該中心軸の上流端が該インサートの下流端面の
第1の孔内に配置されており、 該中心軸の下流端が、部材の中央に配置された
同様な第2の孔内に配置されている流体流速計に
おいて、 該中心軸が、制限された軸線方向隙間を有し
て、その支持孔内においてジヤーナル支持されて
おり、 該第2の孔が配置されている該部材が半径方向
シート部材を介して該通路の壁に連結されたカウ
ンタベアリングであり、 該ローターが該中心軸を実質的に横方向に横切
つて延びているローター本体を具備し、 該羽根部材が、該中心軸から離間した関係で、
該ローター本体から下流に延びている周囲方向に
おいて離間した片持ばり状の棒要素からなり、 該ローターの回転速度を検出する該手段が放射
検出器と光又は赤外線放射ビームを提供する手段
とを具備し、 該ビームが該ローターの軸線と交差し又は小さ
な間隔を置いて該ローターの軸線を通過し、 該ローターが、該ビームが通過することができ
る中央中空空間を有し、 該空間が該ローターの下流端に開口しており、 これによつて、該ローターが回転すると、該片
持ばり状の棒状要素が該ビームを周期的に中断す
ることを特徴とする流体流速計。 6 該インサートが2つの周囲チヤンネルを備え
ており、その各々が該ローターの軸線に対して約
180゜の鋭角をなして延びており、相互に直角方向
に反対の方向において始まり終わつており、該カ
ウンタベアリングが、該通路を介して横方向に延
びている平担なストリツプとして形成されている
特許請求の範囲第5項記載の流体流速計。 7 該ローターの最も大きな直径方向寸法が該通
路の対応する直径よりもわずかだけ小さい特許請
求の範囲第5項又は第6項記載の流体流速計。 8 該ローターの回転速度を検出する手段が赤外
線装置を有する特許請求の範囲第5項〜第7項の
いずれか1項に記載の流体流速計。 9 該ハウジングが該ハウジング内に該流体方向
付インサートを位置付けるためのストツプシヨル
ダを有し、該カウンタベアリングが該インサート
の下流に設けられており、該通路を介して横に延
びているプレートの形態を有し、該インサート内
に設けられた該チヤンネルの終端に連結するライ
ンをほぼ横切るように配置されており、該片持ば
り状の棒要素が円又は半円の横断面を有する特許
請求の範囲第5項〜第8項のいずれか1項に記載
の流体流速計。
Claims: 1. a housing disposed within a conduit having an axial passageway; a fluid directing member in the form of an insert fitting within the passageway having at least one helical channel around the periphery; a rotor journalled downstream of the insert having an axis of rotation aligned with the axis of the passageway and having vane members extending parallel to and radially spaced apart from the axis of rotation; means for detecting the rotational speed of the rotor to generate a signal indicative of the fluid flow rate, the rotor having central shaft means, the upstream end of the central shaft means being located at the first end of the downstream end face of the insert. in a fluid flow form, the downstream end of the central shaft means being located in a second similar hole centrally located in the member, wherein the end of the central shaft means is disposed within the restriction; journalled within the first and second holes, respectively, with an axial clearance such that the member disposed within the second hole is disposed through the radial seat member; a counter bearing connected to the wall of the passageway, the means for detecting the rotational speed of the rotor comprising a radiation detector and means for providing a beam of optical or infrared radiation, the beam being connected to the wall of the rotor; intersecting or passing through the axis of the rotor at a small distance, the rotor comprising a flat rectangular body, the central shaft means having a stub shaft extending at each end thereof, the rectangular body a portion of the rotor forming the vane member and having a central aperture through which the beam passes, the portion of the rotor being spaced radially apart relative to the axis as the rotor rotates; A fluid anemometer, characterized in that the beam is periodically interrupted by the beam. 2. The fluid flow meter according to claim 1, wherein the central opening is polygonal. 3. A fluid flow meter as claimed in claim 1 or claim 2, wherein the largest diametrical dimension of the rotor is only slightly smaller than the corresponding diameter of the passageway. 4. The fluid flow meter according to any one of claims 1 to 3, wherein the means for detecting the rotational speed of the rotor includes an infrared device. 5 a housing disposed within a conduit having an axial passage; a fluid directing member in the form of an insert fitted within the passage having at least one helical channel therearound; and a fluid directing member in the form of an insert fitted within the passage; a rotor journalled downstream of the insert, the rotor having an axis of rotation and having vane members extending parallel to and radially spaced apart from the axis of rotation; and detecting the rotational speed of the rotor. means for generating a signal indicative of fluid flow velocity, the rotor having a central axis, the upstream end of the central axis being disposed within the first hole in the downstream end surface of the insert; In a fluid flow meter in which the downstream end of the central axis is disposed within a similar second hole centrally located in the member, the central axis has a limited axial clearance to support its support. journalled within the bore, the member in which the second bore is disposed is a counter bearing connected to the wall of the passageway via a radial seat member, and the rotor is substantially parallel to the central axis; a rotor body extending laterally across the blade member, the blade member being spaced apart from the central axis;
comprising circumferentially spaced cantilevered bar elements extending downstream from the rotor body, the means for detecting the rotational speed of the rotor comprising a radiation detector and means for providing a beam of optical or infrared radiation; the beam intersects or passes through the axis of the rotor at a small distance; the rotor has a central hollow space through which the beam passes; A fluid flow meter having an opening at a downstream end of a rotor such that the cantilevered bar element periodically interrupts the beam as the rotor rotates. 6 the insert has two circumferential channels, each about approximately
extending at an acute angle of 180° and beginning and ending in mutually perpendicularly opposite directions, the counterbearing being formed as a flat strip extending laterally through the passageway; A fluid flow meter according to claim 5. 7. A fluid flow meter as claimed in claim 5 or claim 6, wherein the largest diametrical dimension of the rotor is only slightly smaller than the corresponding diameter of the passageway. 8. The fluid flow meter according to any one of claims 5 to 7, wherein the means for detecting the rotational speed of the rotor includes an infrared device. 9 the housing has a stop shoulder for positioning the fluid directing insert within the housing, the counterbearing being disposed downstream of the insert and in the form of a plate extending laterally through the passage; and is arranged substantially transversely to a line connecting the end of the channel provided in the insert, and the cantilevered rod element has a circular or semicircular cross section. The fluid flow meter according to any one of items 5 to 8.
JP18177380A 1979-12-21 1980-12-22 Fluid speedometer Granted JPS56119810A (en)

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NL7909271A NL7909271A (en) 1979-12-21 1979-12-21 FLUID METER.

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