JPH04353723A - 容積式流量計 - 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】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は容積流量計に係り、特に
腐食性流体の流量計測に好適な容積流量計に関する。

【０００２】

【従来の技術】例えば従来の容積式流量計では、ケーシ
ングの計量室内に楕円歯車状の一対の回転子を回転自在
に設け、計量室内に流入した流量に応じた回転数で回転
する回転子の回転を検出することにより流量を計測して
いた。このように回転子の回転を検出する回転検出手段
としては、一方の回転子の端面に磁石を埋設し、この端
面に対向するケーシング側に磁気センサを設けてなる。

【０００３】磁気センサに検出される磁石は楕円歯車の
長径部の端面に埋設されており、磁気センサは長径部が
通過する位置に対向するようにケーシング側に設けられ
ている。従って、流量計測時回転子に設けられた磁石は
、常に接液することになる。

【０００４】磁気センサは回転子の回転とともに通過す
る磁石からの磁界の変化を検出し、その信号を流量信号
として出力する。

【０００５】被測流体が腐食性流体の場合、ケーシング
は非磁性体ステンレス鋼（例えばＳＵＳ３１６）により
形成されており、楕円歯車状の回転子には耐食性だけで
なく歯面の耐磨耗性を考慮して高硬度を有する強磁性体
ステンレス鋼（例えばＳＵＳ６３０）が使用されている
。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかるに、従来は回転
子に設けられた磁石が接液するため、腐食性流体を計測
すると、磁石が腐食しやすく磁界が弱くなってしまい、
磁気センサにより回転子の回転検出ができなくなるとい
った課題がある。

【０００７】さらに、回転子が磁性体により形成されて
いるため、回転子に設けられた磁石の磁束が回転子に吸
収されやすく、磁気センサによる回転子の回転検出感度
が低下し、安定した流量検出ができないといった課題も
ある。

【０００８】そこで、本発明は上記課題を解決した容積
式流量計を提供することを目的とする。

【０００９】

【課題を解決するための手段】本発明は、磁性材により
形成され、計量室を流れる流量に応じた回転数で回転す
る非円形状の回転子と、該回転子の長径部が通過する位
置に近接するよう該計量室を囲む壁の外側から取付けら
れたＮ極、Ｓ極の磁石と、前記回転子の回転に伴う前記
長径部の通過によるＮ極の磁石とＳ極の磁石との間の磁
界の変化を検出する磁気センサと、を備えてなる。

【００１０】

【作用】磁石が計量室の外に設けられているので流体に
接液せず、腐食性流体であっても良好に流量計測するこ
とができる。又、磁性体よりなる回転子の長径部が計量
室の外側に設けられた磁石の近くを通過するときの磁界
変化を検出するため、磁気センサの検出感度が高められ
回転子の回転検出が安定的に行なえる。

【００１１】

【実施例】図１乃至図３に本発明になる容積式流量計の
一実施例を示す。

【００１２】各図中、容積式流量計１はケーシング２の
計量室３内に一対の回転子４，５を設けてなる。ケーシ
ング２は腐食性流体を計測できるように非磁性体ステン
レス鋼により形成されており、内部には計量室３より上
流側に位置する流入路６と、計量室３より下流側に位置
する流出路７とを有する。この流入路６及び流出路７は
夫々上、下流側より計量室３に開口しており、計量室３
を介して連通している。

【００１３】回転子４，５は夫々腐食性流体を計測でき
るように強磁性体ステンレス鋼により楕円歯車状に形成
されている。又、回転子４，５は外周に形成された歯が
互いに噛合しており、軸受８ａ，９ａを介して回転軸８
，９に支承されている。流入路６より被測流体が計量室
３内に供給されると、流体の圧力により一対の回転子４
，５が回転軸８，９を中心として回転する。流入路６か
らの流体は回転子４，５の回転と共に回転子４，５と計
量室３の内壁１０との間の空間１１内に導入され、空間
１１の容積分の流体が流出路７へ排出される。

【００１４】ケーシング２の上面には計量室３の上部開
口を閉蓋する蓋１４が取付けられており、蓋１４にはＮ
極、Ｓ極の各磁石１５ａ，１５ｂと、磁石１５ａと１５
ｂとの間の磁界変化を検出する磁気センサ１６が埋設さ
れている。又、蓋１４は耐食性を有する非磁性体ステン
レス鋼により形成されている。Ｎ極、Ｓ極の磁石１５ａ
，１５ｂは夫々蓋１４の上面に設けられたセンサ挿入孔
１４ａの底部に設けられた磁石挿入孔１４ｂ，１４ｃ内
に挿入されている。そのため、磁石１５ａ，１５ｂは流
体に接液せず、腐食性流体を計測する場合でも、全く腐
食しないため劣化することがない。尚、磁石挿入孔１４
ｂ，１４ｃは非磁性体よりなる仕切板１７により塞がれ
、この仕切板１７上に磁気センサ１６が載置されるよう
にホルダ１８により保持される。

【００１５】又、一方の磁石挿入孔１４ａは計量室３の
内壁１０を境にして、内壁１０の内側、計量室３の回転
子４の長径部４ａが通過する上方に設けられている。他
方の磁石挿入孔１４ｂは上記磁石挿入孔１４ａよりも外
側に位置し、内壁１０より外側の計量室３を囲むケーシ
ング２の上面２ａに対向するように設けられている。従
って、Ｎ極の磁石１５ａは回転子４の長径部４ａのみが
通過する位置に近接するよう設けられており、Ｓ極の磁
石１５ｂは計量室３の上部開口の周縁を囲むケーシング
２上面に近接する位置に設けられている。

【００１６】そのため、回転子４は１回転する間に楕円
歯車の長径部４ａが１８０度毎にＮ極の磁石１５ａの下
方を通過して磁石１５ａと１５ｂとの間の磁界を通過す
る。

【００１７】磁気センサ１６は一対の磁石１５ａ，１５
ｂの中間に位置するように設けられており、磁石１５ａ
と１５ｂとの間の磁界変化を検出しやすい位置に設けら
れている。

【００１８】１９は演算回路で、上記磁気センサ１６よ
り出力されたパルスを積算して流量を演算する。又、演
算回路１９で演算された流量計測値は積算表示部２０及
びパス出力回路２１に出力され、表示部２０に表示され
るとともに、出力回路２１より外部（中央管理室など）
に出力される。

【００１９】ここで、上記構成になる容積式流量計１の
計測動作につき説明する。

【００２０】流量計測時、流体は流入路６より計量室３
内に流入する。計量室３内に設けられた一対の回転子４
，５は互いに噛合しているので、計量室３に流入した流
量に応じた回転数で夫々反時計方向、時計方向に回転す
る。そして、計量室３内に流入した流体は回転子４，５
の回転とともに流出路７より流出する。

【００２１】上記の如く、蓋１４に設けられたＮ極の磁
石１５ａとＳ極の磁石１５ｂとの間には、図４に示す如
く、磁束２２が生ずる。回転子４の短径部４ｂが磁石１
５ｂの下方を通過するとき、短径部４ｂと磁石１５ｂと
の離間距離が長く、短径部４ｂは磁束２２を遮ぎらない
。よって、磁束２２は安定しているため、磁界の強さが
変化せず磁気センサ１６の出力はＨレベルとなる。

【００２２】しかし、図５に示す如く、回転子４の長径
部４ａがＮ極の磁石１５ａの下方を通過するとき、短径
部４ｂよりも磁石１５ａに近接する。回転子４は磁性体
であるため、長径部４が磁石１５ａの下方を通過する際
、磁石１５ａからの磁束２２を吸収する。その際、磁石
１５ａと１５ｂとの間の磁界が弱まり、磁気センサ１６
の出力がＬレベルに低下する。従って、磁気センサ１６
の出力は図６に示すような波形となる。

【００２３】長径部４ａは回転子４が１回転する間に磁
石１５ａの下方を２回通過するため、磁気センサ１６は
回転子１回転当り２個のパルスを出力する。このように
、流量計測時、流体は磁石１５ａ，１５ｂに接しないた
め、磁石１５ａ，１５ｂは腐食性流体を計測する場合で
も腐食が防止され、常に所期の磁気強さを保持できる。 そのため、流量計の耐久性が向上し、腐食性流体の如何
にかかわらず正確な流量計測が行なえる。

【００２４】又、磁石１５ａ，１５ｂが固定側の蓋１４
に埋設されているので、回転子４，５に設けるよりも磁
気センサ１６に対して安定した状態に取付けられている
ため、磁気センサ１６の出力がより安定する。しかも、
回転子４の長径部４ａが通過するときのみ磁石１５ａ，
１５ｂ間の磁界強さが下がるので、磁気センサ１６は磁
界変化を感度良く検出できる。

【００２５】図７に本発明の変形例を示す。尚、図７は
ケーシング２の横断面図であり、磁石の位置がわかりや
すいように蓋１４を省略してある。

【００２６】同図中、ケーシング２の計量室３を閉蓋す
る蓋１４に２組の磁石１５ａ，１５ｂ（１５ａ’，１５
ｂ’）を埋設し、磁石１５ａ，１５ｂ（１５ａ’，１５
ｂ’）間の上方には磁気センサ１６，１６’を配設する
。

【００２７】即ち、１組の磁石１５ａ，１５ｂは回転子
４の回転検出用であり、他の１組の磁石１５ａ’，１５
ｂ’は回転子５の回転検出用である。一対の回転子４，
５は夫々長径部と短径部とが噛合するように９０度の位
相で回転するため、１組の磁石１５ａ，１５ｂは流入口
６側に設けられ、他の１組の磁石１５ａ’，１５ｂ’は
流出口７側に設けられる。そして、Ｎ極の磁石１５ａ，
１５ａ’が計量室３の内壁１０を境にして計量室３の上
方に位置するように蓋１４に埋設され、Ｓ極の磁石１５
ｂ，１５ｂ’が内壁１０の外側、つまり計量室３を囲む
ケーシング２の上面に対向するように蓋１４に埋設され
ている。

【００２８】従って、回転子４の長径部４ａが磁石１５
ａの下方を通過して、さらに回転子４，５が９０度回転
すると、回転子５の長径部５ａが磁石１５ａ’の下方を
通過する。このようにして、回転子４，５が１回転する
間に一対の磁気センサ１６，１６’より合計４個のパル
スが出力される。

【００２９】そのため、回転子４，５の１回転当りのパ
ルス数が増える計測精度がより高められる。

【００３０】尚、上記実施例では楕円歯車状の回転子を
有する構成としたが、これに限らずまゆ形の回転子を有
するルーツ形の容積式流量計にも適用できるのは勿論で
ある。

【００３１】又、磁石１５ａ，１５ｂは蓋１４以外の計
量室３を囲むケーシング２の壁内部に設けるようにして
も良い。

【００３２】

【発明の効果】上述の如く、本発明になる容積式流量計
は、回転検出用の磁石を計量室の外側に設けることによ
り、磁石が流体に接液することを防止でき、たとえ腐食
性流体を計測する場合でも磁石が腐食してしまうことを
防止でき、腐食性流体を通常の流体と同様に流量計測す
ることができる。しかも、磁性体よりなる回転子の回転
に伴う計量室の外側に固定的に設けられた磁石の磁界変
化を磁気センサにより検出できるため、磁気センサの検
出感度が高められ流量に応じて回転子の回転を安定に検
出することができる等の特長を有する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明になる容積式流量計の一実施例を流路方
向と直交する向きに切断した縦断面図である。

【図２】図１に示す容積式流量計を流路方向に切断して
示す縦断面図である。

【図３】図１に示す容積式流量計の横断面図である。

【図４】回転子の短径部が磁石を通過するときの回転検
出（流量検出）動作を説明するための図である。

【図５】回転子の長径部が磁石を通過するときの回転検
出（流量検出）動作を説明するための図である。

【図６】磁気センサの出力波形図である。

【図７】本発明の変形例を示す横断面図である。

【符号の説明】

１　　容積式流量計 ２　　ケーシング ３　　計量室 ４，５　　回転子 １４　　蓋 １５ａ，１５ｂ　　磁石 １６　　磁気センサ １９　　演算回路

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】　　磁性材により形成され、計量室を流れ
   る流量に応じた回転数で回転する非円形状の回転子と、
   該回転子の長径部が通過する位置に近接するよう該計量
   室を囲む壁の外側から取付けられたＮ極、Ｓ極の磁石と
   、前記回転子の回転に伴う前記長径部の通過によるＮ極
   の磁石とＳ極の磁石との間の磁界の変化を検出する磁気
   センサと、を備えてなることを特徴とする容積式流量計
   。