JPH0726659Y2 - 流量計 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 産業上の利用分野 本考案は流量計に係り、特に回転検出用の磁石を設けら
れた回転体に外部磁界が加えられたとき、これによる誤
計測を防止するよう構成した流量計に関する。

従来の技術 タービンロータ等の回転体の回転により被測流体の流量
を計測する流量計では、例えばタービンロータに磁石を
設け、磁気センサ等のピックアップによりタービンロー
タの回転を磁気的に検出している。そのため、この種の
流量計においては、外部磁界があると例えばタービンロ
ータの回転感度が低下する等その影響を受けることにな
る。例えば工業用タービンメータ又は水道用メータ等の
場合、比較的流体がタービンロータを回わす際の回転力
が十分大きく、且つ超低速回転域、即ち微小流量を計測
することが少ないため、外部磁界の影響によりタービン
ロータの回転感度が低下するといったことはあまり問題
にならなかった。

しかしながら、一般家庭で使用される都市ガス用の場
合、ガス器具例えばガス湯沸器の口火がついているとき
には、ガス使用量が極めて少なく、又複数のガス器具，
例えば湯沸器，風呂釜，ガスストーブ等を同時に使用す
るときには、ガス使用量が増大する。従って、都市ガス
を計測するのに使用される流量計では微小流量から大流
量まで広範囲に流量計測することになるため、タービン
ロータをできるだけ軽量化するとともに、タービンロー
タの回転抵抗が小さくなるように回転軸を軸承してい
る。そのため、上記流量計ではタービンロータに設けら
れた磁石に外部磁界が作用すると、タービンロータの回
転抵抗が増加し、その影響が顕著に現われやすい。

考案が解決しようとする問題点 従って、従来の流量計では、外部磁界の影響により、例
えば微小流量域においてタービンロータの回転数が低下
したり、あるいは回転抵抗が増大してタービンロータが
回転しはじめる際の計測感度の低下を招くことになる。

しかるに、従来の流量計においては、外部磁界が加えら
れたことを検知する手段が何ら設けられていないため、
例えば磁力を有する機器が流量計近傍に設置されたり、
あるいは磁石が流量計近傍で使用されていても、これら
からの漏れ磁界がタービンロータの磁石に作用している
ことを知らずに流量計測が行なわれることが多い。その
場合、従来の流量計では上記理由により、計測誤差が生
じたり、計測不能になるといった問題点がある。

そこで、本考案は上記問題点を解決した流量計を提供す
ることを目的とする。

問題点を解決するための手段及び作用 本考案は、上記流量計において、回転体の近傍に外部磁
界が加えられたことを検知する検知部材を設けるととも
に、検知部材の出力により警報を発する手段を具備して
なり、回転体が外部磁界の影響を受けているときこれを
検知して知らせることにより誤計測を防止するようにし
たものである。

実施例 第１図及び第２図に本考案になる流量計の一実施例を示
す。第１図中、流量計１は例えば都市ガス等のガスを給
送する配管（図示せず）途中に配設されている。流量計
１の流量計本体２の内部には主流路３が形成されてい
る。

又、主流路３は流入路3a,分流室3b,計測室3c,流出路3d
とよりなる。流入路3aと分流室3bとの間には第１の弁座
４が設けられており、分流室3bと計測室3cとの間には第
２の弁座５が設けられている。

６は遮断弁で、弁座４に上流側より着座する弁体6aと、
弁体6aを着座方向に附勢するコイルバネ6bと、開弁信号
の供給により弁体6aを離座方向に駆動する電磁ソレノイ
ド6cとを有する。

７は切換弁で、弁座５に下流側より着座する弁体7aと、
弁体7aを着座方向に附勢するコイルバネ7bと、開弁信号
の供給により弁体7aを離座方向に駆動する電磁ソレノイ
ド7cとを有する。なお、弁体7aは電磁ソレノイド7c内に
嵌入するロッド7a₁の下端に円板状の弁板7a₂をネジ止め
等により固着してなる。又、弁板7a₂の下側段部にはリ
ング状のゴム製パッキン7a₃が取付けられている。

なお、上記遮断弁６及び切換弁７の電磁ソレノイド6c,7
cは弁座4,5の上方の開口3e,3fを閉塞する平板上の取付
ベース８上に載置固定されている。又、開口3e,3fと取
付ベース８との間は０リング９によりシールされてい
る。

尚、ここで、電磁ソレノイド6c,7cを詳述すると、これ
らの電磁ソレノイド6c,7cは自己保持機能を有したもの
であり、ソレノイドを励磁して鉄心を吸着すると、その
後は、ソレノイドの電流を開放してもそのまま鉄心を吸
着しつづける型式のものである。実施例に対応させて説
明すると、電磁ソレノイド6c,7cを励磁させると、ロッ
ド6a₁,7a₁が図中上方へ引き上げられる。そして、電磁
ソレノイド6c,7c内に設けられた永久磁石（図示せず）
に前記ロッド6a₁,7a₁は、吸着される。この状態で、前
記電磁ソレノイド6c,7cを消磁しても、ロッド6a₁,7a₁は
その位置、即ち、上方に変位した位置を保持することに
なる。又、上方に保持されたロッド6a₁,7a₁を下降させ
るには前記と反対方向の電流を加えれば（永久磁石の磁
界を打ち消すように）電磁ソレノイド6c,7cよりロッド6
a₁,7a₁が解放され、下降する。このあと電磁ソレノイド
6c,7cを消磁してもコイルバネ6b,7bにより弁体6a,7aは
弁座4,5に附勢され閉弁する。このように、本型式の電
磁ソレノイド6c,7cを用いたのは作動当初のみ、電流を
供給すればその後、電流を供給せずとも、その状態が保
持できるので、省電力となるからである。

通常の流量計測時においては、電磁ソレノイド6cは当初
励磁されるのでロッド6a₁が上動して、上方に保持され
る結果、遮断弁６の弁体6a離座している。従って、遮断
弁６は緊急時のみ電磁ソレノイド6cの磁界が打ち消され
るように瞬時のみ電流を供給すれば弁体6aはコイルバネ
6bにより閉弁するようになっている。

10は流量計測部で、上記切換弁７の下流側の取付部3gに
取付固定されている。

なお、流量計測部10はその下端が取付部3g内壁の段部3h
に当接し、その上端は蓋21の突部21aに当接している。
従って、蓋21を流量計本体２に固定することにより、流
量計測部10は環状の取付部3gにガタツキなく保持される
とともに、上，下方向のガタも抑えられた状態で取付け
られる。なお、第１図中、取付部3g内の段部3hは１点で
流量計測部10下端に当接しているように見えるが、実際
には、段部3hは切換弁７側（上流側）からの流路を確保
するため、流量計測部10下端の左側の一部を除く右側半
周（第１図中）以上が当接するように形成されている。

流量計測部10は筒状の本体10a内に流路10bを有し、流路
10b内には支柱10eに指示された上流側コーン10cと、下
流側コーン10dとが螺着されている。

11はリードスイッチ（検知部材）で、通常開成している
が外部磁界が加えられると、内部の接点が磁気的に吸引
されて接触する構造となっている。このリードスイッチ
11は第１図中、タービンロータ12の左，右両側に２個配
されている。

又、流量計測部10の本体10aの外周には180度間隔で上記
リードスイッチ11を収納するための凹部10a₁が設けられ
ており、この凹部10a₁は本体10a外周に嵌合すパイプ10f
によって閉塞されている。従って、リードスイッチ11は
タービンロータ12の近傍に保持されている。

第２図に示すように、一対のリードスイッチ11は信号線
23を介してバッテリ24、警報ランプ25と並列接続されて
いる。警報ランプ25は一対のリードスイッチ11のどちら
か一方でも閉成すると点灯し、タービンロータ12が外部
磁界の影響を受けていることを知らせる。又、警報ラン
プ25は流量計１の近傍に設けても良いが、信号線23を延
長して例えば家庭内に設置して家人に警報を発するよう
にしても良い。

尚、第１図に示すように、リードスイッチ11がタービン
ロータ12の半径方向に配設されているのは、タービンロ
ータ12が半径方向からの磁界に大きく影響されやすく、
回転抵抗が増大するからである。

タービンロータ（回転体）12は、ハブ外周に複数の羽根
12aを有し、上流側コーン10cと下流側コーン10dと間に
設けられている。又、タービンロータ12の回転軸12bは
流路10b内を流れる流量に応じて回転するように軸受13
a,13bにより回転自在に支承されている。又、タービン
ロータ12のハブには２個の磁石14が180度間隔で保持さ
れている。

15は磁気センサ等よりなる回転検出用ピックアップで、
タービンロータ12の磁石14に対向するように下流側コー
ン10cに埋設されている。このピックアップ15は磁石14
の通過によりタービンロータ12の回転を磁気的に検出
し、回転に応じたパルスを制御回路22に出力する。

なお、制御回路22は電磁ソレノイド6c,7cと接続され、
ピックアップ15からのパルスを検知して流量を積算する
とともにパルス間隔に応じて切換弁７を開弁又は閉弁さ
せる。

環状の取付部3gの内壁の溝には０リング16,17が設けら
れており、流量計測部10と取付部3gとの間はこの０リン
グ16,17によりシールされている。

19は小径なノズル孔で、一端が流路10bに開口し、他端
が取付部3gの内壁に凹設されたノズル室18に開口するよ
うに本体10aに穿設されている。又、ノズル孔19の一端
はタービンロータ12の羽根12aの外周に接線方向より対
向するように開口している。

20は分流路で、一端が分流室3bに開口するとともに他端
が上記ノズル室18に開口するように設けられている。従
って、この分流路20を通過するガスはノズル室18に至
り、ノズル孔19を介してタービンロータ12の羽根ａに噴
射される。このようにすることにより、下流側での使用
流量が微小でもノズル孔19により、タービンロータ12に
直接、ガスが噴出される結果、タービンロータ12は高速
で回転する。

又、流量計測部10は上方より取付部3gに嵌入するように
取付けられ、取付部3gを閉蓋する蓋21を取り外すことに
より容易に取付けられる。

次に、上記構成になる流量計１の動作につき第３図を併
せ参照しながら説明する。

第３図に示す如く、当初制御回路22は遮断弁６を開弁状
態とさせる。すると、前記した如く、弁体6aは上方に開
弁したまま、遮断弁６への電流を断っても、その状態に
保持される。この遮断弁６が閉弁するのは、緊急時だけ
であり、通常は開弁している。

今、下流側でガス器具が使用され始められたとする。例
えば、家庭内のガス湯沸器の口火を点火したとする。こ
のときのガス使用量は微小なため、切換弁７は閉弁状態
になっており、ガスは分流室3bより分流路20,ノズル室1
8,ノズル孔19を介してタービンロータ12の羽根12aに噴
射される。

ここで、ガス湯沸器の口火を点火すると、流量は微小で
あるが、ガスがノズル19孔よりタービンロータ12の羽根
12aに勢いよく吹き付けられるため、タービンロータ12
は高速回転する。

このようなタービンロータ12の回転はピックアップ15に
より磁気的に検出されており、ピックアップ15はタービ
ンロータ12に設けた磁石14の通過に伴って、タービンロ
ータ12の回転数に応じたパルス間隔を有するパルスを出
力する。そして、制御回路22はピックアップ15からのパ
ルスを積算してガスの流量を算出する。また、制御回路
22はピックアップ15から入力されたパルスのパルス間隔
を検知している。

ここで、例えば湯沸器を点火してお湯を使用することに
する。そのため、流量計１より下流側でのガス使用量が
増加することになる。又、ガス使用量の増加に伴ってタ
ービンロータ12がさらに高速回転する。

制御回路22ではピックアップ15から出力されたパルスの
パルス間隔を見ているので、ガス使用量が分流路20の限
界量に達すると、電磁ソレノイド7cに開弁信号を出力す
る。

その結果、電磁ソレノイド7cは励磁されその電磁力によ
り弁体7aは上方に吸引され弁座５より離座する。なお、
弁体7aはコイルバネ7bのバネ力に抗して上動するが、上
流側圧力に逆らわず、しかも後述するようにコイルバネ
7bはバネ力が弁閉に必要な最小の力に設定されているの
で、弁体7aは比較的小さな駆動力で上動する。

切換弁７の上記弁開動作により、ガスは弁座５の開口を
通って計測室3cに至り、流量計測部10の流路10bを通過
して流出路3dより下流側のガス器具に給送される。

又、弁座５を通過して供給されるガスの流量も、タービ
ンロータ12によって計測されており、このときのタービ
ンロータ12の回転数は前述の如くピックアップ15により
磁気的に検出されている。そして、制御回路22はピック
アップ15から出力されたパルスにより流量を演算すると
ともに積算する。

ここで、上記のように流量計測を行なっている流量計１
の近傍に磁力を有する機器等が置かれたものとする。こ
れにより、流量計１では前述したようにタービンロータ
12が外部磁界の影響を受けて回転数が低下したり、微小
流量域における計測感度が低下したりする。

しかるに、漏れ磁界を発生するような機器が置かれた場
合、即座にリードスイッチ11が閉成して外部磁界の発生
は検知される。そして、リードスイッチ11の閉成により
警報ランプ25は点灯し、流量計１が外部磁界の影響を受
けて誤計測していることを知らせる。

これにより、家人が流量計１の異常に気付き流量計１の
近くに磁力を有する機器を置かないように注意すること
ができ、流量計１の誤計測は最小限に抑えられる。

第４図に本考案の変形例を示す。第４図中、流量計１の
近くで磁力を有する機器等を設置すると、上記と同様に
リードスイッチ11が閉成する。制御回路22はリードスイ
ッチ11からの信号を受けるとともに、スピーカ26より該
機器を排除する旨のアナウンスを発声させる。

このスピーカ26は流量計１の近傍に配設されており、ス
ピーカ26からのアナウンスにより上記機器を運搬する者
は、流量計１の近くに上記機器を設置せず他の場所へ移
動させる。これによって、流量計１のタービンロータ12
へ加えられた外部磁界が除去され、誤計測が防止され
る。

尚、スピーカ26は流量計１近傍に限らず、例えば建物の
内部に設置するようにしても良い。この場合、スピーカ
26からのアナウンスを聞いた家人が、上記機器を運搬す
る者に流量計１より機器を離間するように注意すること
ができる。

第５図に別の変形例を示す。

上記のようにスピーカ26によりアナウンスを行っても例
えば子供等が磁石を持っていたずらしている場合にはア
ナウンスをしても効果がない場合がある。このような場
合、第５図に示すようにまずリードスイッチ11が外部磁
界によって閉成し、その信号が制御回路22に入力される
と、制御回路22はスピーカ26により流量計１から離れる
ようにアナウンスする。

制御回路22はアナウンスした後もリードスイッチ11から
の信号が入力されているとき、遮断弁６の電磁ソレノイ
ド6cに通電する。これにより、開弁位置に保持されてい
た遮断弁６の弁体6aは、電磁ソレノイド6cの励磁により
自己保持を解除され、バネ6bの押圧力及び上流側圧力を
受けて弁座４に着座し閉弁する。

このように、いたずら等によりスピーカ26からアナウン
スによっても外部磁界を除去できない場合、遮断弁６を
閉弁させてガス供給を停止して誤計測のまま流量計測し
てしまうことも防止する。

尚、上記実施例では外部磁界を検知する検知部材として
リードスイッチを用いたが、これに限らず、例えば磁気
抵抗素子，ホール素子等を検知部材を用いて用いても良
い。

又、上記実施例ではリードスイッチを流量計測部に２個
設けたが、リードスイッチの数は２個に限らず１個又は
３個以上としても良い。

又、リードスイッチの配設位置は流量計測部に限らず、
タービンロータの近傍であれば他の場所でも良い。

又、上記実施例では都市ガスの流量を計測するものとし
て説明したが、これに限らず、他の流体を計測する流量
計にも適用できるのは勿論である。

考案の効果 上述の如く、本考案になる流量計は、外部磁界が加えら
れたことを検知するとともにその警報を発するようにし
たため、例えば流量計の近くに磁力を有する機器等が設
置されても、直ちに表示ランプあるいはスピーカ等より
警報が発せられてそのような機器が流量計近傍に設置さ
れないように注意することができ、これにより外部磁界
による影響を排除して誤計測を防止できるので信頼性の
向上を図ることができる。又、磁石でいたずらされ、例
えばスピーカからアナウンスをして注意しても外部磁界
が無くならない場合、検知部材からの出力信号に基づい
て遮断弁を閉弁させるようにして、誤計測を強制的に防
止するようにもできる等の特長を有する。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案になる流量計の一実施例の縦断面図、第
２図は外部磁界を検知して警報を発する回路図、第３図
は切換弁が閉弁しているときの縦断面図、第４図は本考
案の変形例の回路図、第５図は他の変形例の回路図であ
る。 １…流量計、２…流量計本体、３…主流路、６…遮断
弁、７…切換弁、10…流量計測部、11…リードスイッ
チ、12…タービンロータ、14…磁石、15…ピックアッ
プ、22…制御回路、24…バッテリ、25…警報ランプ、26
…スピーカ。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)考案者 宮本 慶一 東京都国分寺市北町１―17―20 (72)考案者 雨森 宏之 神奈川県川崎市多摩区枡形３―10―10 (72)考案者 小島 輝久 神奈川県川崎市多摩区堰１―７―16 (72)考案者 小牧 正之 東京都稲城市押立1188 (72)考案者 森田 寛 大阪府大阪市西区千代崎３―２―95 大阪 瓦斯株式会社内 (72)考案者 村上 貴敏 大阪府大阪市西区千代崎３―２―95 大阪 瓦斯株式会社内 (72)考案者 佐藤 泰生 愛知県東海市新宝町507―２ 東邦瓦斯株 式会社内 (72)考案者 纐纈 保男 愛知県東海市新宝町507―２ 東邦瓦斯株 式会社内 (56)参考文献 実開 昭58−120929（ＪＰ，Ｕ)

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】被測流体の流量に応じて回転する回転体
   と、該回転体に設けられた磁石と、該磁石の通過により
   前記回転体の回転を検出するピックアップとを有してな
   る流量計において、前記回転体の近傍に外部磁界が加え
   られたことを検知する検知部材を設け、該検知部材の出
   力により警報を発する手段を具備してなる流量計。