JPH02107921A - 流量検出装置 - 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 一般に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
測するものがある。その−例を第３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
た周波数のパル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、流路中の軸受に対
し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い流量検出器を得るこ
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
回転運動を行う球体と、この球体を旋回流の範囲内に止
どめる流出防止手段と、前記球体の回転数を検出する検
出手段と、前記球体は流出防止手段より硬度が低い材料
で形成する構成を備えてなる流量検出器である。

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、
球体をなめらかに回転させて回転数及び流量を検出する
ことができる。

実施例 以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明する。

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と磁性球
体７と流出防止手段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。

磁性球体７はそれ自体では磁石作用はなく、内部に磁性
金属等を挿入した樹脂製の球体である。流出防止手段８
は中央穴８ａと周囲に弧状穴８ｂを有し、上流側端部は
平坦面で流れの方向に円環状をなし、球体７が流出せず
周回するための接触受けとなる。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の上流側平坦部１０に接触し
つつ回転運動を行う。１１は磁気検出手段で、磁気抵抗
素子またはホール素子とアンプ回路からなり、磁気検出
手段１１の近傍あるいは接触する位置に設けた永久磁石
１２でバイアス磁界を与えて、磁性球体７の回転数をパ
ルス出力として検出するものであり、モールド材１３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。

次に磁性球体７の詳細を第２図に示す。第２図は磁性球
体７の断面図で、内部に中空部１４を有する球状の磁性
金属１５を挿入し、外側を樹脂でモールドした２層の球
体構成である。この樹脂モールド材１６は、流出防止手
段８を樹脂で形成した場合はその樹脂より硬度が低い柔
かい材料で形成している。

上記構成において、第１図で流体が矢印の方向からハウ
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に接解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、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
例えば旋回手段６の翼車のひねる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。

次に本発明の主題の部分について述べる。。流体の中で
一般家庭の水が通水する機器に本流量検出器を使用した
場合において、特に井戸水をポンプで汲み上げて水道水
として利用する場合、井戸水に数ミクロンから数十ミク
ロンの固い微粒子（シリカやアルミナ等の微小な石）が
含まれていることが多い。この微粒子が流量検出器の可
動する接触部に挟み込まれると、接触可動部が研磨され
ることになる。即ち、圧縮を受けた微粒子は柔かい材質
の方へ食い込むことになり、その微粒子によって固い材
質が研磨される。本構成では球体７は流出防止手段８と
の可動面圧が大きいので、仮りに流出防止手段８が柔か
い材料であれば、先の微粒子は流出防止手段８の側への
食い込み、その結果、球体７の回転可動により球体が研
磨され、寸法変化を来たすことになり、球体７の可動に
影響を及ぼすことになる。しかし本発明では、球体７の
方が流出防止手段８に対し柔かい材質であるので、微粒
子は球体７側に食い込み付着し、流出防止手段８側を研
磨する。しかしその時の削れ量は球体に比べ極めて僅か
であり、また研磨されても球体７の可動に影響するもの
ではない。従って、信顛性ある確実な計測が可能となる
。流出防止手段あるいはその上流側平坦部１０を金属で
形成した場合は、上記の効果はさらに顕著になる。

上記構成で、球体７の材質は流体の種類によって変える
など特に限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、流体の最小検出
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、また流出防止手段も球体が通過
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
、また流出防止手段としての平坦部を有する円環状の形
態は、球体を円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。

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）液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、さらに井戸水や配管中の赤錆など、数ミクロンから
数十ミクロンの微粒子を含む水に対しても、可動部に影
響を与えることのない信頼性の高い流量検出器を提供す
るものである。

（２）回転する球体は樹脂で形成でき、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。

（３）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、また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
番こ好適である。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の実施例における流量検出器の流路断面
図、第２図は球体の拡大断面図、第３図は従来の流量検
出を示す流路断面図である。 ５・・・・・・流路、６・・・・・・旋回手段、７・・
・・・・球体、８・・・・・・流出手段、１１・・・・
・・検出手段。

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、前記球体の
   回転数を検出する検出手段から構成され、前記球体は前
   記流出防止手段より硬度が低い材料で形成した流量検出
   装置。
2. （２）球体は樹脂材料、流出防止手段は少なくても前記
   球体と接触する部分を金属で構成した特許請求の範囲第
   １項記載の流量検出装置。