JPH01265121A - 流量検出器 - 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 本発明は給湯装置や温水暖房装置の水や湯の流量、ある
いは液体燃料供給装置の燃料流量などを検出する流量検
出器に関するものである。

従来の技術 流量を計測する手段は各種あり、一般民生機器に適用で
きる簡便な手段として、流量に比例した回転をする羽根
車などの可動体の回転数を電気信号に変換して計１１１
するものがある。その−例を第７図において説明する。

図は翼車式の流量センサを示すもので、流路中に軸支持
された羽根車１を設け、羽根車の外周に埋設した永久磁
石２によって管路１ａの外に取付けた磁気検出センサ３
を動作させ、その回転を検出することにより流量に比例
した周波数のバμス出力を得るものである。。

発明が解決しようとする課題 しかしながら上記のような構成では、管路１ａ内の流路
１ｂ中に軸受１Ｃがあって異物の侵入で回転数精度が低
下したり軸受劣化を生じる恐れと、流路中の永久磁石２
に異物が付着し通路内面にまで及んだ場合、回転精度の
劣化や回転停止を生じる恐れがあるという課題を有して
いた。

本発明はかかる従来の課題を解決するもので、軸受を流
路中に設けずに異物に対しても強く且つ検出信号レベル
が高く得られる流量検出器をうろことを目的とする。

課題を解決するための手段 上記課題を解決するために本発明は、流路中の流体を旋
回させる旋回手段と、この旋回手段下流の旋回流の中で
回転運動を行う強磁性球体と、この球体が旋回流の範囲
内に止どまるようにする流出防止手段と、流路の外周に
位置する磁気検出手段と、前記球体は外部を樹脂で構成
し、内部に外表面がすべて同極となる球体磁石を挿入し
た流量検出器である。

作　　用 上記構成により、旋回手段で流体に旋回流を生じさせ、
強磁性球体をなめらかに回転させて回転数、すなわち流
量を検出することができる。

実施例 以下、本発明の実施例を図面にもとづいて説明する。

第１図において、４は流路５を形成するハウジングで、
ハウジング４内には上流側から順に旋回手段６と強磁性
の球体７とこの球体の流出防止手段８が適宜な間隔で設
けられている。旋回手段６は外周と中心の間に同方向に
ひねられた翼を複数枚有している回転しない固定羽根車
で流体に旋回流を与える。流出防止手段８は中央穴と周
囲に弧状穴を有し、その間は上流端が流れの方向に円環
状をなし端部は平担面で、球体７が周回するための受け
となる。

強磁性の球体７は、旋回手段６や流出防止手段８と一体
に形成されている筒体９の内周面と、上記流出防止手段
８の上流側平担面１０に接触しつつ回転運動を行う。１
１は磁気検出手段で、磁気抵抗素子才たはホール素子と
アンプ回路力菟なり、球体７の回転数をパルス出力とし
て検出するものであり、モーμド材１２で樹脂モールド
され球体７の回転軌道外周のハウジング４の外側に固定
されている。

次に強磁性球体７の詳細を第２図から第４図に示す。第
２図は強磁性球体７の断面図で、内部に中空部１ａを有
し、内側に球状の永久磁石１４を挿入し外側を樹脂でモ
ーμド１４ａした２層の球体構成である。永久磁石１４
は第３図に示すように中空の球状をなし、外表面はすべ
てＮ極中空側の内部はすべてＳ極、または外表面がＳ極
で内部がＮ極というように、外表面と内、−がそれぞれ
同一極で形成され磁束が球体の中心から放射状に均一に
伸びるよう構成されている。永久磁石１４を上記のよう
に構成するのは難かしいが、その構成方法の一例を第４
図に示す。中空球体の永久磁石を２分割し、それぞれを
図に示すように着磁することは可能であり、外表面と内
側がそれぞれ別極で着磁された中空半球体１４′を２個
合体し外側を樹脂モールド１４ａして第２図の強磁性球
体７が形成される。

上記構成において、第１図で流体力珠仰、の方向からハ
ウジング４内に流入し、流入流体は流路５の旋回手段６
で旋回し、流体の旋回流により球体７が運動力を得て、
筒体９の内壁と流出防止手段８に接触する位置で流路方
向に対し垂直方向に筒体９内を周回することになる。そ
の周回による回転数は流体の流量に相関し、本構成では
比例関係となり、強磁性球体７の回転数を磁気検出手段
１１で検出する。磁気検出手段１１ではパルスが出力さ
れ、図示してない制御回路で演算されて瞬時流量や積算
流量として検出されることになる。球体７の回転数レベ
ルは旋回手段６の例えば翼車のひねり角を選択すること
により、用途に合わせて適宜に設定できる。上記構成で
、球体７の材質は流体の種類によって変えるなど特に特
定されるものではないが、樹脂など非金属材料の軽量な
材質を使用することにより、流体の最少検出流量を下げ
られるなどの点で有利となる。流体に旋回流を起こさせ
る手段として実施例では固定羽根車を使用しているが、
平板ねじり部材や数個の斜孔を有する円筒部材など手段
は各種あり、さらに流出防止手段も球体が通孔できない
程度の多数の孔のあいた平板等でも可能である。実施例
の構成は、流体旋回手段としての羽根車は抵抗が少なく
、より強力な旋回流を発生させるのに有効であり、流出
防止手段としての平担部を有する円環状の形態は球体を
同軌道で安定して周回させるのに有効であるなど、それ
ぞれ有利な構成であるが、流体の種類や要求性能レベル
に応じて上記の手段は多数あり、特に実施例の構成に限
定されるものではない。さらに流路も断面円形に限定さ
れるものではない。

このように本流量検出器は構造が簡易で精度よく、しか
も流体中の異物にも強く、通水抵抗も小さく広範囲の流
量測定が可能である。

次に本発明の他の実施例を第５図、第６図を用い”Ｃ説
明する。第５図において、４から１２は第１図と同様で
あり、１５は磁気検出手段１１の近傍あるいは接解する
位置に設けられた永久磁石で、磁気検出手段１１にバイ
アス磁界を与えるものである。永久磁石を挿入した強磁
性球体７の回転による磁気検出手段１１の検出パルスレ
ベルを高める場合に有効となる。また球体７の永久磁石
の磁性レベルを弱めても、バイアス磁界の影響度を受け
て検出レベルを高めることが可能となる。磁気検出手段
１１でも検出レベルが高才れば、機器に適用した場合の
各種のノイズに対しても強くすることができる。即ち磁
気検出手段１１も各種の方法が考えられる。次に第６図
は本発明を球体周回式流量検出器（ポルテックス型）に
適用した例ヲ示す。１６は断面円形の環状通路でこの通
路の外周に流入通路１７、噴出ノズ１ｖ１８が開口し、
中央に出口通路１９を有する。２０は環状通路内の強磁
性球体、２）は球体２）の回転数を検出する磁気検出手
段で環状通路外に設けられている。流体が噴出ノズ／’
１８から矢印の方向へ噴出し、強磁性球体２０が環状通
路１６を周回し、流量に従った回転数を磁気検出素子２
）で検出して流量が求められる。この形式の流量検出器
は微弱流量を測定するのに通しており、本発明の構成に
より簡便にして確実な計測が可能となる。

発明の効果 以上のように本発明の流量検出器によれば次の効果が得
られる。

（１）流体を固定羽根車などの旋回手段で旋回させ、そ
の旋回流で球体を回転させる構成であり、軸受や回転羽
根先端と通路内径など通路部に狭部をもたないので、流
体中の異物に対し回転劣化や回転停止を生じる恐れがな
く、さらに強磁性球体は永久磁石の外側を樹脂でモール
ドし永久磁石が直接流体に接していないので、鉄粉等が
混入した流体に対してもより強い構成であり、信頼性の
高い流量検出器を提供するものである。

？）強磁性球体は内部に挿入されている永久磁石の極性
の形態が球形にもかかわらすすべ”Ｃ外部に対して同極
でしかも磁力が均一であり、磁気検出手段により安定し
た検出が可能となり、磁気検出手段も回路が簡単になる
など簡易化される。

（３）回転体の外部が樹脂で形成され軽量なため、僅か
な流量でも動作し易く流量検出器として検出流量範囲が
広く、さらに回転による運動エネルギも小さく、接触回
転による摩耗や騒音の発生が極めて小さい。

（４強磁性球体に挿入される球状の永久磁石は、中空の
２分割球体で構成することにより、球体表面及び内部が
別々の同極で構成され、しかも磁力の均一化が可能とな
り、磁気検出手段で安定した検出ができる。

（５１旋回手段、球体、流出防止手段とも通路径に対し
て極めて低抵抗であり、さらに、流量検出器として流路
、構造がシンプル且つ小型コンパクトであり、機器への
適用に好適である。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の第１の実施例における流量検出器の流
路断面図、第２図から第４図は強磁性球体及びその要部
の拡大断面図、第５図、第６図は同極の実施例における
流量検出器の流路断面図、第７図は従来の流量検出器を
示す流路断面図である。 ５・・・・・・流路、６・・・・・・旋回手段、７・・
・・・・強磁性球体、８・・・・・・流出防止手段、１
１・・・・・・磁気検出手段、１４・・・・・・球体磁
石。 代理人の氏名　弁理士　中　尾　敏　男　ほか１名５−
・　流　　路 第２図　　　第３ｖ！Ｊ 第５図 第６図 Ｉ？０１８

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）流路中の流体を旋回させる旋回手段と、前記旋回
   流の中に位置し回転運動を行う強磁性球体と、前記球体
   を前記旋回流の範囲内に止どめる流出防止手段と、流路
   の外周に位置する磁気検出手段から構成され、前記球体
   は外部を樹脂で構成し内部に外表面がすべて同極となる
   球体磁石を挿入した流量検出器。
2. （２）球体磁石を中空の２分割で構成した特許請求の範
   囲第１項記載の流量検出器。