JPH0688736A - タービン式流量計 - Google Patents
タービン式流量計Info
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- JPH0688736A JPH0688736A JP23913992A JP23913992A JPH0688736A JP H0688736 A JPH0688736 A JP H0688736A JP 23913992 A JP23913992 A JP 23913992A JP 23913992 A JP23913992 A JP 23913992A JP H0688736 A JPH0688736 A JP H0688736A
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- blade
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- 238000011144 upstream manufacturing Methods 0.000 claims description 3
- 239000012530 fluid Substances 0.000 abstract description 4
- 230000035945 sensitivity Effects 0.000 abstract description 4
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 5
- 239000004973 liquid crystal related substance Substances 0.000 description 3
- XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N Iron Chemical group [Fe] XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 2
- 230000002093 peripheral effect Effects 0.000 description 2
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 1
- 230000003247 decreasing effect Effects 0.000 description 1
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- Measuring Volume Flow (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 レンジャビリティーを大きくする。
【構成】 円筒形のメータケース6内の流路11に、捩
れのある回転翼25と、捩れが逆で捩り角が半分の制御
翼15が配設してある。流体は左から右方へ流れる。差
圧センサ30で流量を検出し、一定流量未満ではブレー
キ手段17で制御翼15を止める。一定流量以上ではブ
レーキ手段17を外して制御翼15が自由に回るように
する。こうすることで小流量では回転翼25の回転数が
上って感度が向上する。又、最大流量時の回転翼25の
回転数は抑えられる。演算部33は、回転翼25の回転
を検出する磁気センサ28の回転信号と、流量判断回路
31によるメータ定数の切り換えに基づいて積算流量を
算出する。
れのある回転翼25と、捩れが逆で捩り角が半分の制御
翼15が配設してある。流体は左から右方へ流れる。差
圧センサ30で流量を検出し、一定流量未満ではブレー
キ手段17で制御翼15を止める。一定流量以上ではブ
レーキ手段17を外して制御翼15が自由に回るように
する。こうすることで小流量では回転翼25の回転数が
上って感度が向上する。又、最大流量時の回転翼25の
回転数は抑えられる。演算部33は、回転翼25の回転
を検出する磁気センサ28の回転信号と、流量判断回路
31によるメータ定数の切り換えに基づいて積算流量を
算出する。
Description
【0001】
【産業上の利用分野】本発明はタービン式流量計に関す
る。
る。
【0002】
【従来の技術】と
【発明が解決しようとする課題】流体の流路に固定翼を
設け、そのすぐ下流に回転翼を配設したタービン式流量
計では、固定翼や回転翼に捩れがあるかないかの違いに
よって2種のものが周知である。
設け、そのすぐ下流に回転翼を配設したタービン式流量
計では、固定翼や回転翼に捩れがあるかないかの違いに
よって2種のものが周知である。
【0003】その一つは、捩れのない固定翼と捩れのあ
る回転翼を用いたもので、圧力損失は小さいが、軸受の
スラスト力が大きくて軸受の耐久性に問題があり、又、
第4図の曲線Aに示すように小流時に機器が大巾にプラ
ス傾向になるという問題点があった。
る回転翼を用いたもので、圧力損失は小さいが、軸受の
スラスト力が大きくて軸受の耐久性に問題があり、又、
第4図の曲線Aに示すように小流時に機器が大巾にプラ
ス傾向になるという問題点があった。
【0004】もう一つのものは、旋流形と呼ばれ、捩れ
のある固定翼と捩れのない回転翼を用いたもので、スラ
スト力は小さいが、圧力損失が大きく、又、第4図の曲
線Bに示すように小流時に機器が大巾にマイナス傾向に
なるという問題点があった。
のある固定翼と捩れのない回転翼を用いたもので、スラ
スト力は小さいが、圧力損失が大きく、又、第4図の曲
線Bに示すように小流時に機器が大巾にマイナス傾向に
なるという問題点があった。
【0005】更に又、この種のタービン式流量計では、
回転翼の回転数が流量に比例する関係にあるため、レン
ジャビリティーを改善して計測範囲を広くすると、最大
流量における回転翼の回転数が高くなって、軸受耐久性
の限度から、流量計の寿命が短かくなり、レンジャビリ
ティーが小さくなるという問題点があった。
回転翼の回転数が流量に比例する関係にあるため、レン
ジャビリティーを改善して計測範囲を広くすると、最大
流量における回転翼の回転数が高くなって、軸受耐久性
の限度から、流量計の寿命が短かくなり、レンジャビリ
ティーが小さくなるという問題点があった。
【0006】そこで、本発明はこのような問題点を解消
できるタービン式流量計を提供することを目的とする。
できるタービン式流量計を提供することを目的とする。
【0007】
【課題を解決するための手段】前記目的を達成するため
に、本発明のタービン式流量計は、流路(11)に設け
た捩れのある制御翼(15)と、その下流に設けた捩れ
が逆の回転翼(25)と、制御翼(15)を一定流量未
満で止めると共に一定流量以上で自由に回転させるブレ
ーキ手段(17)と、回転翼(25)の回転信号から流
量を演算するときに前記一定流量未満か以上かによって
メータ定数を切り換えて演算する演算部(33)とを具
備した。
に、本発明のタービン式流量計は、流路(11)に設け
た捩れのある制御翼(15)と、その下流に設けた捩れ
が逆の回転翼(25)と、制御翼(15)を一定流量未
満で止めると共に一定流量以上で自由に回転させるブレ
ーキ手段(17)と、回転翼(25)の回転信号から流
量を演算するときに前記一定流量未満か以上かによって
メータ定数を切り換えて演算する演算部(33)とを具
備した。
【0008】流量に応じて制御翼(15)の停止又は回
転を制御するのを、回転翼(25)の上流と下流の差圧
に基づいて行なうとよい。
転を制御するのを、回転翼(25)の上流と下流の差圧
に基づいて行なうとよい。
【0009】
【作用】一定流量未満では、ブレーキ手段が制御翼を止
めるため、制御翼が自由に回転する時に比較して回転翼
の回転数が大きくなり、感度が向上する。そして、回転
翼の1回転当りの流体の体積で定義されるメータ定数は
小さくなる。
めるため、制御翼が自由に回転する時に比較して回転翼
の回転数が大きくなり、感度が向上する。そして、回転
翼の1回転当りの流体の体積で定義されるメータ定数は
小さくなる。
【0010】一定以上の流量では、ブレーキ手段が制御
翼を止めることなく、自由に回転させるため、回転翼は
制御翼がないときとほぼ同じ回転数となり、メータ定数
は大きくなる。そして、最大流量時の回転翼の回転数
は、制御翼が止っているときに比較して小さくなる。
翼を止めることなく、自由に回転させるため、回転翼は
制御翼がないときとほぼ同じ回転数となり、メータ定数
は大きくなる。そして、最大流量時の回転翼の回転数
は、制御翼が止っているときに比較して小さくなる。
【0011】こうして、小流量では感度が良くなり、大
流量では回転翼の回転数が小さくなって、総合的にみ
て、レンジャビリティが大きくなる。
流量では回転翼の回転数が小さくなって、総合的にみ
て、レンジャビリティが大きくなる。
【0012】
【実施例】図3は本発明の実施例の気体用タービンメー
タの正面図で、6はメータケース、7,8はフランジ、
9は表示部で液晶表示器10を備えている。
タの正面図で、6はメータケース、7,8はフランジ、
9は表示部で液晶表示器10を備えている。
【0013】なお、図2は図3の気体用タービンメータ
の縦断面であるが、表示部9は省略されていて図示され
てない。図1〜図3において、6はメータケースで、流
体の流路11を形成するために、全体がほぼ円筒形で、
両端に配管接続用のフランジ7と8がそれぞれ溶接固着
されている。
の縦断面であるが、表示部9は省略されていて図示され
てない。図1〜図3において、6はメータケースで、流
体の流路11を形成するために、全体がほぼ円筒形で、
両端に配管接続用のフランジ7と8がそれぞれ溶接固着
されている。
【0014】12は入口整流器で、軸心が前記メータケ
ース6の軸心と同軸である砲弾形部分12aと、この部
分12aから放射状に半径方向へ延びる複数の整流羽根
12bとが一体的に形成され、整流羽根12bの端部を
メータケース6の内周部に固定することで入口整流器1
2が装着されている。
ース6の軸心と同軸である砲弾形部分12aと、この部
分12aから放射状に半径方向へ延びる複数の整流羽根
12bとが一体的に形成され、整流羽根12bの端部を
メータケース6の内周部に固定することで入口整流器1
2が装着されている。
【0015】13はベアリング受で、砲弾形部分12a
にねじ14で結合されている。15は捩れを有する制御
翼で、ベアリング16,16でベアリング受13に回転
可能に装着され、半径方向に延びる複数の羽根15aを
有している。
にねじ14で結合されている。15は捩れを有する制御
翼で、ベアリング16,16でベアリング受13に回転
可能に装着され、半径方向に延びる複数の羽根15aを
有している。
【0016】17は制御翼15を止めたり、自由にした
りするブレーキ手段で、図の実施例では、スプリング1
8で右方に付勢されたプランジャー19と、コイル20
と、鉄心21と、マグネット22とからなる。
りするブレーキ手段で、図の実施例では、スプリング1
8で右方に付勢されたプランジャー19と、コイル20
と、鉄心21と、マグネット22とからなる。
【0017】制御翼15には、ブレーキ手段17のプラ
ンジャー19の右端が嵌まる穴15bが設けてあって、
図示のようにこの穴15bにプランジャー19の右端が
嵌まると、制御翼15の回転が止められる。
ンジャー19の右端が嵌まる穴15bが設けてあって、
図示のようにこの穴15bにプランジャー19の右端が
嵌まると、制御翼15の回転が止められる。
【0018】23はベアリング受に取付けられたベアリ
ング24,24に回転可能に軸受された回転軸で、その
右端に前記制御翼15と逆に捩れた羽根を有する回転翼
25が装着されている。
ング24,24に回転可能に軸受された回転軸で、その
右端に前記制御翼15と逆に捩れた羽根を有する回転翼
25が装着されている。
【0019】26は回転軸23の左端に固着されたマグ
ネットホルダ、27はリング状のマグネットで、マグネ
ットホルダ26の凹部に嵌入固着され、回転軸23と共
に回転する。
ネットホルダ、27はリング状のマグネットで、マグネ
ットホルダ26の凹部に嵌入固着され、回転軸23と共
に回転する。
【0020】28は磁気センサで、マグネット27の回
転を検知して電気信号に変換する。29は磁気センサホ
ルダで、有底円筒形で、その内側底部に磁気センサ28
を内蔵し、ホルダ29はその上部がメータケース6に溶
接固定されており、下部はメータケース6から砲弾形部
分12a内に挿入され、磁気センサ28がマグネット2
7に近接配置されて、回転翼25の回転に伴うマグネッ
ト27の回転磁界を検知する。
転を検知して電気信号に変換する。29は磁気センサホ
ルダで、有底円筒形で、その内側底部に磁気センサ28
を内蔵し、ホルダ29はその上部がメータケース6に溶
接固定されており、下部はメータケース6から砲弾形部
分12a内に挿入され、磁気センサ28がマグネット2
7に近接配置されて、回転翼25の回転に伴うマグネッ
ト27の回転磁界を検知する。
【0021】回転翼25は回転軸23の軸線方向に対し
傾斜し捩れているが、その捩れ角は、制御翼15の捩れ
角の2倍に(実施例では)定めてある。従って、制御翼
15が自由に回転するときに比較して、制御翼15がブ
レーキ手段17で止められているときの回転翼15の回
転数は、同じ流量のときに、1.5倍になり、メータ定
数は逆に1/1.5になる。
傾斜し捩れているが、その捩れ角は、制御翼15の捩れ
角の2倍に(実施例では)定めてある。従って、制御翼
15が自由に回転するときに比較して、制御翼15がブ
レーキ手段17で止められているときの回転翼15の回
転数は、同じ流量のときに、1.5倍になり、メータ定
数は逆に1/1.5になる。
【0022】制御翼15は一定流量以上では自由に回転
し、一定流量未満ではブレーキ手段17で止められる。
流量は回転翼25の上流と下流の差圧を検出する差圧セ
ンサ30で検出される。
し、一定流量未満ではブレーキ手段17で止められる。
流量は回転翼25の上流と下流の差圧を検出する差圧セ
ンサ30で検出される。
【0023】差圧センサ30で検出する差圧は、流量と
対応しているため、差圧を流量の代りにして、制御す
る。図1で、31は流量が一定以上か未満かを判断する
流量判断部、32は流量判断部31の出力信号に基いて
ブレーキ手段17のコイルに励磁電流を流す駆動回路、
33は、流量判断部31の出力信号に基いてメータ常数
を切り換えて、磁気センサ28で検知した回転翼の回転
信号とから積算流量を演算する演算部、10は演算結果
を表示する液晶表示器である。
対応しているため、差圧を流量の代りにして、制御す
る。図1で、31は流量が一定以上か未満かを判断する
流量判断部、32は流量判断部31の出力信号に基いて
ブレーキ手段17のコイルに励磁電流を流す駆動回路、
33は、流量判断部31の出力信号に基いてメータ常数
を切り換えて、磁気センサ28で検知した回転翼の回転
信号とから積算流量を演算する演算部、10は演算結果
を表示する液晶表示器である。
【0024】なお、34は回転翼25の下流に配置した
出口整流器で、メータケース9と同一軸心を有する砲弾
形部分34aと、この部分34aから放射状に半径方向
へ延びる複数の整流羽根34bとからなり、両者34a
と34bが一体的に形成され、整流羽根34の端部をメ
ータケース6の内周部に固定することで出口整流器がメ
ータケースに固着されている。
出口整流器で、メータケース9と同一軸心を有する砲弾
形部分34aと、この部分34aから放射状に半径方向
へ延びる複数の整流羽根34bとからなり、両者34a
と34bが一体的に形成され、整流羽根34の端部をメ
ータケース6の内周部に固定することで出口整流器がメ
ータケースに固着されている。
【0025】次に上記実施例の作動を説明する。流量、
つまり差圧センサ30で検出した差圧が一定未満のとき
は、ブレーキ手段17のプランジャー19がスプリング
18で右方に移動して、プランジャー19の右端が図2
に示すように制御翼15の穴15bに嵌入していて、制
御翼15を止めている。
つまり差圧センサ30で検出した差圧が一定未満のとき
は、ブレーキ手段17のプランジャー19がスプリング
18で右方に移動して、プランジャー19の右端が図2
に示すように制御翼15の穴15bに嵌入していて、制
御翼15を止めている。
【0026】従って、回転翼25は、制御翼15の捩れ
角と、回転翼25の捩れ角と流量とで決まる回転数で回
転する。今説明を簡単にするために、仮りに制御翼15
の捩り角が零で、制御翼が固定構造のときの回転翼25
による流量計測範囲が10m3 /h〜100m3 /hで
回転数が500rpm〜5000rpm、レンジアビリ
ティーが1:10であったとする。
角と、回転翼25の捩れ角と流量とで決まる回転数で回
転する。今説明を簡単にするために、仮りに制御翼15
の捩り角が零で、制御翼が固定構造のときの回転翼25
による流量計測範囲が10m3 /h〜100m3 /hで
回転数が500rpm〜5000rpm、レンジアビリ
ティーが1:10であったとする。
【0027】実施例のタービンメータで、図4で示すよ
うに、一定流量Q0 未満で制御翼15を止めると、制御
翼の捩り角が回転翼の捩り角の50%で、逆向きの捩り
であるため、流量10m3 /hで回転翼25の回転数は
500rpmの50%増しの750rpmとなる。演算
部33はこのときのメータ定数と磁気センサ28からの
回転信号から積算流量を演算して液晶表示器10に表示
する。
うに、一定流量Q0 未満で制御翼15を止めると、制御
翼の捩り角が回転翼の捩り角の50%で、逆向きの捩り
であるため、流量10m3 /hで回転翼25の回転数は
500rpmの50%増しの750rpmとなる。演算
部33はこのときのメータ定数と磁気センサ28からの
回転信号から積算流量を演算して液晶表示器10に表示
する。
【0028】流量が一定流量Q0 以上になると、流量判
断回路31が、判断結果を駆動回路32と演算部33に
出力する。駆動回路32は、この出力によって、一時的
にブレーキ手段17のコイル20に励磁電流を流す。す
るとプランジャー19が鉄心21に吸引されて左方に移
動し、マグネット22に吸着し、その位置に自己保持さ
れる。従って、その後励磁電流が断たれても、プランジ
ャー19はマグネット22に吸着したままで、プランジ
ャー19の右端は制御翼15の穴15bから外れたまま
で、制御翼は自由に回転する。
断回路31が、判断結果を駆動回路32と演算部33に
出力する。駆動回路32は、この出力によって、一時的
にブレーキ手段17のコイル20に励磁電流を流す。す
るとプランジャー19が鉄心21に吸引されて左方に移
動し、マグネット22に吸着し、その位置に自己保持さ
れる。従って、その後励磁電流が断たれても、プランジ
ャー19はマグネット22に吸着したままで、プランジ
ャー19の右端は制御翼15の穴15bから外れたまま
で、制御翼は自由に回転する。
【0029】従って、前記一定以上の流量(Q0 以上)
では、回転翼25は制御翼に捩りがないときと同じ回転
数となって、最大流量の100m3 /hでは5000r
pmとなる。
では、回転翼25は制御翼に捩りがないときと同じ回転
数となって、最大流量の100m3 /hでは5000r
pmとなる。
【0030】このように、一定流量Q0 以上では、流量
判断回路31の出力に基づいて、演算回路33は、制御
翼15が止められているときのメータ定数の1/15の
メータ定数で積算流量を演出する。
判断回路31の出力に基づいて、演算回路33は、制御
翼15が止められているときのメータ定数の1/15の
メータ定数で積算流量を演出する。
【0031】こうして、最大流量100m3 /hで回転
翼は5000rpm、又、回転翼の最小回転数500r
pmでの流量は、10/1.5 [m3 /h]=6.6
m3/hとなり、計測範囲は6.6〜100m3 /hに
拡がり、レンジャビリティーも1:15に広がった。
翼は5000rpm、又、回転翼の最小回転数500r
pmでの流量は、10/1.5 [m3 /h]=6.6
m3/hとなり、計測範囲は6.6〜100m3 /hに
拡がり、レンジャビリティーも1:15に広がった。
【0032】なお、流量が大きい値から次第に減少して
上記一定流量Q0 未満になると、流量判断回路31が働
いて、駆動回路32に出力する。すると、コイル20に
一時的に逆向きに通電がされ、マグネット22と逆向き
の磁界が生じてプランジャー19がマグネット22から
離れて、スプリング18で図示位置に移動して制御翼1
5を止める。
上記一定流量Q0 未満になると、流量判断回路31が働
いて、駆動回路32に出力する。すると、コイル20に
一時的に逆向きに通電がされ、マグネット22と逆向き
の磁界が生じてプランジャー19がマグネット22から
離れて、スプリング18で図示位置に移動して制御翼1
5を止める。
【0033】同時に流量判断回路31が、演算部33へ
メータ定数の切り換え信号を出力するので、演算部33
は新しいメータ定数に基いて積算流量を演算する。この
ようにして、一定流量Q0 を境にして、制御翼15の回
転を止めたり、自由にしたし、更に、この動作に同期し
てメータ定数を切り換えるようにしたので、流量計測範
囲が広がり、レンジャビリティーを改善でき、器差特性
が図4の曲線Cのように改善された。
メータ定数の切り換え信号を出力するので、演算部33
は新しいメータ定数に基いて積算流量を演算する。この
ようにして、一定流量Q0 を境にして、制御翼15の回
転を止めたり、自由にしたし、更に、この動作に同期し
てメータ定数を切り換えるようにしたので、流量計測範
囲が広がり、レンジャビリティーを改善でき、器差特性
が図4の曲線Cのように改善された。
【0034】なお、上記実施例では、流量が一定以上か
未満かを検出するのに、差圧を検出し、電気機械的なブ
レーキ手段を作動させるようにしたが、流量に対する差
圧で、直接機械的なブレーキ機構を掛け外しするように
してよい。
未満かを検出するのに、差圧を検出し、電気機械的なブ
レーキ手段を作動させるようにしたが、流量に対する差
圧で、直接機械的なブレーキ機構を掛け外しするように
してよい。
【0035】又、差圧の代りに回転翼の回転数でもっ
て、流量の大小の判断をしてもよい。
て、流量の大小の判断をしてもよい。
【0036】
【発明の効果】本発明のタービン式流量計は、流量の小
さい範囲では制御翼を固定して回転翼の回転数を上げた
もので、流量計の感度が向上する。そして、流量の大き
い範囲では制御翼を自由にして、回転翼の回転数を下げ
て、最高回転数を小さく保つようにしたので、軸受寿命
が延びる。
さい範囲では制御翼を固定して回転翼の回転数を上げた
もので、流量計の感度が向上する。そして、流量の大き
い範囲では制御翼を自由にして、回転翼の回転数を下げ
て、最高回転数を小さく保つようにしたので、軸受寿命
が延びる。
【0037】その結果計測範囲が広くなり、レンジャビ
リティーが向上する効果が得られる。
リティーが向上する効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施例の概略系統図。
【図2】本発明の実施例の要部縦断面図。
【図3】本発明の実施例の正面図。
【図4】本発明と従来技術の器差特性曲線を比較して示
す線図。
す線図。
11 流路 15 制御翼 17 ブレーキ手段 25 回転翼 30 差圧センサ 33 演算部
Claims (2)
- 【請求項1】 流路に設けた捩れのある制御翼と、その
下流に設けた捩れが逆の回転翼と、制御翼を一定流量未
満で止めると共に一定流量以上で自由に回転させるブレ
ーキ手段と、回転翼の回転信号から流量を演算するとき
に前記一定流量未満か以上かによってメータ定数を切り
換えて演算する演算部とを具備したタービン式流量計。 - 【請求項2】 制御翼の停止又は回転を制御するのを回
転翼の上流と下流の差圧に基づいて行なうようにした請
求項1のタービン式流量計。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP23913992A JPH0688736A (ja) | 1992-09-08 | 1992-09-08 | タービン式流量計 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP23913992A JPH0688736A (ja) | 1992-09-08 | 1992-09-08 | タービン式流量計 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0688736A true JPH0688736A (ja) | 1994-03-29 |
Family
ID=17040350
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP23913992A Pending JPH0688736A (ja) | 1992-09-08 | 1992-09-08 | タービン式流量計 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0688736A (ja) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6745417B2 (en) | 2001-10-22 | 2004-06-08 | Hideo Sumino | Toilet stool usable in sitting posture |
| JP2010096512A (ja) * | 2008-10-14 | 2010-04-30 | Rinnai Corp | 流量センサ |
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1992
- 1992-09-08 JP JP23913992A patent/JPH0688736A/ja active Pending
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