JPH0360047B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は流体の流量を計測する流量検出装置に
関するものである。

従来例の構成とその問題点 従来この種の流量検出装置は第１図及び第２図
に示すように構成されている。第１図、第２図に
おいて、１は断面円形状の環状流路でこの流路の
外周に流入通路２、及び流出通路３が開口してい
る。この流入通路２にはノズル４が設けられてい
る。また環状流路１内には球体５が挿入されてい
ると共に、透明窓６，７が構成され、発光素子８
と受光素子９が設けられている。このような構成
において流体が流入通路２のノズル４から環状流
路１内に入ると、流れは環状流路１内を環流しな
がら流入通路２から流出通路３へ流れ、それと共
に球体５も図中実線の矢印の方向に環状流路１内
を周回運動する。この球体の周回回転数は流体の
流量に比例するなど相関があるため、球体５の回
転数を発光素子８と受光素子９によりパルス信号
として検出し制御回路を通して流量を計測する。
この従来例の問題点としては第１に流量抵抗が大
きいことが上げられる。環状流路１を形成してい
るため流路の入口出口が方向変換し、それによる
曲がり損失を生じると共に、環流が流入通路附近
で流入通路２からの流れと交わるため流入抵抗と
なつて損失を生じる。更に球体５の周回が促進す
るように球体を環状流路１の断面積に近い大きさ
で構成されている場合にも大きな流路抵抗とな
る。また流入通路２に球体５の周回を円滑にする
ようノズル４を設けるとさらに大きな流路抵抗と
なる。第２のセンサとしての構造が大きくなりや
すいなど構成上の課題がある。上記のように通路
抵抗が大きくなるためそれを低減するよう通路径
を大きくする必要があり、また直管などに対し、
環状流路１を有しているためその分のスペースが
必要でありセンサ全体として前後の通路に対し大
型になる。加えて流入通路２と流出通路３の方向
がある程度限定されることになり、センサとして
機器などに組込む際に構成上の制約が生じたり、
全体の大型化につながるなどの問題点がある。

発明の目的 本発明はこのような従来の欠点を解消するもの
で流量抵抗の小さい小型コンパクトな流量検出装
置を提供することを目的とする。

発明の構成 この目的を達成するために本発明は流路中を流
れる被検出流体を軸流旋回させる旋回手段と、前
記旋回流の中に位置し流れの方向に対し垂直面で
周回する回転体と、この回転体を前記旋回流の範
囲内にとどめる流出防止手段と、前記回転体の周
回回転数を計測する回転検出手段からなり、旋回
手段は、平板が流れ方向に対して同軸でねじられ
た、ねじり板を前記流路に構成したものである。

この構成により被検出流体を軸流旋回させ、こ
の旋回流の中で流路断面積に比べ面積の小さい回
転体を周回することにより極めて小さい流量抵抗
を有する小型コンパクトな流量検出装置を得るこ
とができる。

実施例の説明 本発明の実施例について第３図、第４図に基づ
いて説明する。第３図において１０はハウジング
であり、このハウジング１０の内部には被検出流
体を軸流旋回させる旋回手段のねじり板１１がケ
ーシング１２に固定されている。ねじり板１１
は、平板状の板を同軸でねじることにより加工さ
せる。このねじり板１１の下流には流れの方向に
対し垂直面で周回する流路断面積に比べ一段と小
径な回転体の磁性球体１３が設けられている。こ
の磁性球体１３の構成としては、鋼球、中空鋼
球、樹脂に磁性メツキをしさらに樹脂モールドを
行なつた球体等が用いられる。前記磁性球体１３
の下流にはこの磁性球体１３を前記旋回流の範囲
内にとどめる流出防止手段の球体受け１４が設け
られている。

ケーシング１２はハウジング１０に挿入され、
Ｃリング１５により固定されている。またハウジ
ング１０の外部には永久磁石１６と磁気検出素子
である磁気抵抗素子１７で構成された前記磁性球
体１３の検出手段の回転検出器１８が設けられ流
量検出装置を構成している。

１９，２０は配管接続口であり２１は被検出流
体の流れ方向を示す矢印であり２２は磁性球体１
３の回転方向を示す矢印である。

第４図は球体受け１４であるが２３は磁性球体
が当接する円錐面であり、２４はドーナツツ状に
構成された流路である。

上記構成における動作を第３図、第４図に基づ
いて説明する。被検出流体が矢印２１の方向から
流入すると、被検出流体はねじり板１１に沿つて
流れることにより軸流旋回される。この結果旋回
流の中に置かれた磁性球体１３は、旋回流により
運動力を得て矢印２２の方向に周回する。このと
き磁性球体１３は球体受け１４の円錐面２３とケ
ーシング１２の２点に接触しながら周回する。磁
性球体１３の周回回転数は流量に比例するためこ
の磁性球体１３の回転数を計測することにより流
量を測定することができる。その方法としては、
磁気抵抗素子１７に永久磁石１６により一定強さ
の磁界を与えておき、磁性球体１３がこの磁界中
を通過した際に生じる磁気抵抗素子１７の抵抗変
化を電圧変化として取り出し制御回路（図示せ
ず）を介して計測するものである。なおねじり板
１１で構成された流路１つの面積を磁性球体１３
の投影面積より小さく設計することにより、磁性
球体１３が配管接続口１９側に抜け出ることはな
い。また磁性球体１３の周回回転数は、ねじり板
１１のねじり回数やねじり角度を変えることによ
り認意に設計することが可能となる。

本実施例においては、回転体を磁性球体で構成
することにより周回時の接触面積が少ないため接
触抵抗が小さくなり低流量域においても安定回転
を得ることができる。球体であるため周回時の抵
抗が小さい。また磁気センサで検出するため不透
明流体においても検出可能である。

発明の効果 以上の説明から明らかなように本発明の流量検
出装置は流路中を流れる被検出流体を軸流旋回さ
れる旋回手段と、前記旋回手段による旋回流の中
で周回する回転体と、この回転体を前記旋回流の
範囲内にとどめる流出防止手段と、前記回転体の
周回回転数を計測する回転検出手段からなり、旋
回手段を前記流路に固定したねじり板で構成する
ことにより下記の効果を有する。

(1) 流量抵抗が小さい。被検出流体は軸流旋回さ
れるとともに、回転体も流路断面積に比べ一段
と小径に構成されている。また従来のボール式
流量センサとの比較においても流路の極端な変
化がないとともに流体自体の干渉がないなど流
量抵抗は極めて小さくなる。

(2) 流量検出装置の構造が小型コンパクトとな
る。流路自体が環状流路を形成するものと異な
り、直管部に軸流旋回を生じさせて回転体を周
回させることに特長があり、流路構造が最もシ
ンプルで流路流さも短く構成できる。

(3) 周回時の騒音が小さい。球体は流路の垂直方
向で流路範囲内を周回するので、その回転径も
小さくケーシングとの遠心摩擦力も小さくな
り、従来の大きく周回するボール式センサとの
比較においても球体が周回することによるケー
シングとで発生する騒音は極めて小さい。

(4) 回転体の周回回転数の設計が容易にできる。
旋回手段がねじり板で構成されており、ねじり
回数やねじり角度を認意に変化することにより
周回回転数の設計が容易にできる。

【図面の簡単な説明】

第１図、第２図は従来例における流量検出装置
の流路水平断面図および垂直断面図、第３図は本
発明の一実施例を示す流量検出装置の垂直断面
図、第４図は球体受けの斜視図である。 １１……旋回手段（ねじり板）、１３……回転
体（磁性球体）、１４……流出防止手段（球体受
け）、１８……回転検出手段（回転検出器）。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 流路中を流れる被検出流体を軸流旋回させる
   旋回手段と、前記旋回手段による旋回流の中に位
   置し流れ方向に対し垂直面で周回する回転体と、
   この回転体を前記旋回流の範囲内にとどめる流出
   防止手段と、前記回転体の周回回転数を計測する
   回転検出手段からなり、前記旋回手段は、平板が
   流れ方向に対して同軸でねじられたねじり板を前
   記流路に固定してなる流量検出装置。