JPS6014120A - 流量計及び測定精度を高める付属装置を有する流量測定装置 - 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、羽根車式流量計のような流量計及び下測定範
囲で測定精度を高める付属装置を有する流量測定装置に
関する。

従来の技術 無接触監視を含む羽根車式流量計のような流量計が、測
定範囲の極めて大きい部分については非常に正確な結果
を与えるけれども、単位時間当りの流量の小さい時には
測定誤差を甘・受しなけ」ｔばならないことは公知であ
る。極めて小さい流速の際には流量計はもはや奮然応答
しない。これは、流量測定に基いて消費量の算定が要求
される場合、例えば遠隔暖房装置において加熱水の消費
量又はそれに依存する熱量をめなげればならない場合に
はいろいろの難点が生じうる。

従って、下測定範囲の測定精度を高めるために、すでに
数多の付属装置が公知になった。ずなわち振動の発生に
よって流量測定装置のｏ　−ターの軸受摩擦を減少させ
ることができる（西独国特πＦ出願公開第３１２４６８
３号明細書）。

測定室の形成によって誤差曲線の過度上昇を下げること
ができる（西独国特許第８４６６’、２４号明細淋）。

ジェットによって羽根車を動かして、羽根車に高い回転
数を与えることができる（西独国特許出１顆公開第２６
１６３２３号明細」゛）。しかしいづれにしても下測定
範囲の測定誤差だけは小さくすることはできるが、しか
し極めて小さい流速の際に流量計のローターが全熱応答
しないという事実を除去することはできない。

さらに、例えば自動車の燃料隔膜ポンプから送出される
ような脈動流量を測定することを目的とする流量計も公
知になった。流量計の入口は、可変容積を有しかっばね
荷重された膜の形の可動壁によって限定された貯溜室と
連絡している。対向膜面は、流量計の出口と連絡する圧
力室を限定する。貯溜室によって脈動が平らになって、
流量計が平均流量を測定する。

発明が解決しようとする問題点 本発明の課題は、下測定範囲における誤差を小さくする
のみならず、極めて小さい流量を検出することのできる
、冒頭記載の種類の流量測定装置を提供することである
。

問題点を解決するための手段 前記課題は、本発明によシ該４勺属装置が、ａ）可動壁
１１，１１１；２１１によって限定された可変容積を有
する自体公知の貯溜室９；１０９；２０９を有し、この
際可動壁の貯溜室に面しない側が、流量削牛の貯溜室に
而しない側と連絡された圧力室２９　；　１２９　；２
２９を限定し、 ｂ）貯溜室の次に接続されかつ流量言１と一列を成して
存在し、可動壁が外側運動時により大きい貯溜容積に相
応する第１位置（Ｂ）に達すると開きかつ内側運動時に
より小さい貯溜容積に相応する第２位置（Ａ）に達する
と閉じる逆止め弁１０；１１０；２１０を有することに
よって解決される。

このような構成の場合極めて少ない流量が生じている場
合には、逆止め弁は閉っている。従って液体は、可動壁
が第１位置（Ｂ）に達するまで貯留室に貯えられる。次
に逆止め弁が開かＡ′シて、貯溜定容量が一度に流量側
に導かれる。

可動壁が第２位置に達するや否や逆止め弁が再び閉じる
。このような動作の場合には流量測定は問題はない、そ
れというのも液体が十分に大きい速度をもって流量計の
測定室中を貫流するからである。逆止め弁は流量計の前
又は後に配置されていてもよい。

有利な実施例の場合には、貯溜室の次に接続された絞り
装置２２；　１２２；２２２が、流量計及び逆止め弁１
０；１１０；２１０と共に列を成して存在しかつ可動壁
が第１位置（Ｂ）を越えて移動されるとより大きい絞り
抵抗の値からより小さい絞シ抵抗の値に可変である。絞
シ装置は、逆止め弁の開放後針溜室容量の送出を一定時
間の開延長するという効果を有するので、流量計におけ
る始動及び終了状態を無視することができる。しかじよ
シ大きい流量の測定が必要になるや否や絞り装置２２；
１２２；２２２は自動的に作用しなくなるので、正常測
定は妨害されない。

逆止め弁が連続的閉鎖運動を有する場合が有利である。

閉鎖運動は一定の時間を要するので、跳躍的閉鎖運動の
場合に流量言」の後流のために起こる難点が回避されう
る。連続的閉鎖運動は例えば制動装置により達成するこ
とができる。

逆止め弁はまたカメラの場合のような徐々に閉じるシャ
ッターとして形成されていてもよい。

貯溜室と逆止め弁との間に有利には絞シ装置が存在する
。・このようにして絞り装置は可動壁から操作され、封
止部材を要しない。

可動壁が内側方向への力によって荷重されているのが有
利である。この力はばね、弾性イΔ料、重量、海綿体等
によって形成されうる。この力は、逆止め弁の開放後に
貯溜定容量を所定の速度をもって流量計に送ることを許
す。

特に有利には、可動壁の貯溜室に面しない側が、流量計
の貯溜室に面しない側と連絡している圧力室を限定する
。このようにして逆止め弁の開放後に流量計での圧力降
下に対して所定の力が作用しさえすればよ（、その結果
小さい力で足りる。

特にｉ」動壁はロール膜１３．．１１３を有している。

間膜は比較的大きいストロークを有するので、貯溜室の
容積が相応して大きくなりかつ可動壁の第１位置と第２
位置との間の間隔は比較的大きくなることができる。し
かし可動壁としては、シリンダー内を封止的に案内され
るピストン、金属ベロー、固定膜等も適当である。

逆［」−め弁は特に電磁弁であってもよい。この場合に
は可動壁に、第１及び第２位置に対応する固定センサに
作用する起動体（Ａｋｔｉｖａｔｏｒ　）か結合されて
いる。例えば起動体ば磁石であシ、固定センサはリード
スイッチ（Ｒｅｅｄ　−５ｃｈａｌ　−ｔｃｒ　）によ
って形成されている。

純粋に機械的な実施態様は、逆止め弁１１０の閉鎖部材
１３１が、ロック装置１４０によって閉鎖及び開放位置
で保持可能であって、デッドストローク付き連結器（Ｔ
ｏｔｇａｎｇｋｕｐｐｌｕｕｇ　）１３４を介して可動
壁１１１に連結さり、ている調整部材１３５によって調
整可能であり、前記連結器を用いて該調整部材がデッド
ストロークの終りにその都度閉鎖位置から開放位置に復
帰可能である点にある。ロック装置とデッドストローク
付き連結器の結合は、可動壁の第１位置から第２位置へ
の運動の間にはその都度逆止め弁を開いておき、可動壁
の第２位置から第１位置への運動の間には逆止め弁を閉
めておくことを許す。

ロック装置の形成のためには調整部材１３５にばね支承
されたロックボデー１４１が掛かるくぼみ１４３，１４
４が設けられていてよい。

調整部胴が十分に大きい力をもって移動される際にのみ
ロックボデー１４１が利尿のばね力に抗してくぼみから
押出される。この場合デッドストローク付き連結器１３
４は可動壁に連結された連行体１３６．１３７を有し、
同連行体はばね１３８の中間接続下に、逆方向に作用す
る調整部拐１３５における２つの支え面１３９゜１３９
ａＫ対して作用することができる。このようなデッドス
トロ−クイ」き連結器は雑音少なく、安全に動作する。

有利な実施態様の場合、絞り装置２２，１２２の調整可
能な絞シ部拐２３．’１２３が、よシ犬きも・絞り抵抗
の値に相応する所定の静止位置を有しかつ連行体２７，
１２７を介して可動壁１１．１１１と連結さり、ていて
、可動壁が第１位置を越えると絞り部拐が前記連行体に
よってより小さい絞９抵抗の値に相応する動作位置に連
行さ」しることが配慮されている。この場合にはすべて
の連結部材が貯溜室内に配置されて℃・るのでシールは
不要である。

前記連行体は可動壁又は調整部材上３５に直接形成さり
、ていてもよい。

絞り部ＡＪ’２３，１２３は極めて有利には、静止位置
において貯溜室９，１０９の出口２４゜１２４を部分的
に充填しかつ動作位置では出口から外に移動されている
充填体である。これによって、流量の大きい場合には圧
力降下は小さい。

他の実施態様の場合には、逆止め弁１１０の弁座１３２
が貯溜室ｌ○９の出口１２４に設けられておシかつ閉鎖
部材１３１が弁頭として形成されており、絞り部材１２
３が前記弁頭に結合された充填体として形成されていて
もよい。

従って絞シ装置及び逆止め弁は構成単位を形成する。

実施例 次に本発明を、図面に図示せる好ましい実施例により詳
述する。

第１図に図示した流量測定装置１は流入管２及び流出管
３を有する。その間に、測定室５の中に配置され、羽根
車として形成された流量側４が存在する。光学センサ６
による無接触走査によってカウンター７に・ぐルスを発
信し、カウンターの状態はこの時点で貫流する流量に相
応する。

流量言」牛の前には、貯溜室９及び後続の電磁逆１１−
め弁１０を有する付属装置δが接続されている。貯溜室
９は、固定板上２及びロール膜１３に、Ｌつで形成され
た可動壁１１を有する。ロッド１４を介して、上下に配
置されたセンサエ６及び１７、例えばリードスイッチ（
Ｒｅｅｄ−８ｃｈａｌｔｅｒ　）に作用することのでき
る起動体１５、例えば永久磁石が前記固定板に結合され
ている。

これらセンサは導線１８及び１９を介して、電磁逆面め
弁１０の電磁石を励起することのできる開閉装置２０に
接続している。前記逆止め弁には、閉錫運動を遅延させ
る自体公知の液圧制動装置口°、２１ａが設げられて℃
・る。

絞り装置２２は、絞り部材２３として貯溜室９の出口２
４の中に配置された充填体を有している。充填体には、
軸受２６で案内されかつ上部９：：、ｉに、可動壁１１
に結合された連行体２７によって連行可能のヘッド２５
ａを有するロッド２５が設けられている。

字母Ａ、Ｂ及びＣＭよって可動壁の３つの位置が図解さ
れている。Ａ位置ではセンサ１６が励起され、位置Ｂで
はセンサ１７が、位置Ｃでは連行体２７がヘッド２５ａ
に作用する。

可動壁１１はばね２８によって荷重されている。貯溜室
９に対向する側には、導管３０を介して流出管δに連絡
された圧力室２９が存在する。

該流量測定装置は次のように動作する：静止状態では逆
止め弁１０は閉っている。極めて少量の液体が流入管２
よシ流入しても逆止め弁１０は依然として閉っている。

しかし、可動壁１１ばばね２８の力に抗して」三方に移
動されるために、貯溜室９は拡張される。可動壁がＢ位
置に達し、センサ１７が応答するや否や、逆止め弁が開
きかつ貯溜された液量が、ばね２８の作用下に貯溜室９
から流量計４を介して流出管３まで押出される。この際
絞り装置２２によって、流量計４を申分なく動作させ、
他面において始動及び終了状態が測定結果に著しい影響
を及ぼさないような長い測定時間を形成するために十分
な流速であるようノＬ絞りが実現される。可動壁１１が
再びＡ位置に戻って、センサ１６が応答すると、逆止め
弁１０は、羽根車式流量計４の終了運動が妨害されない
ように徐々に閉鎖さ、ｌする。このサイクルは繰返し反
復されうる。

これに対してより大きな流量が生じる場合にＱ」１、可
動壁１１はＢ位置を越えてＣ位置及びその上まで持上げ
られる。この場合には連行体２７が作用するので、絞り
部材２３が出口２４から外に引」こげられて絞り効果は
なくなる。このようノエ流量の場合には流量計４は正常
にかつ注目すべき欠陥なしに動作する。

貯溜ずべき液体量は、その都度の諸条件及び流部７Ｎの
種類に依存する。羽根車式流量計の場合には、単位時間
当りの最大流量の約４係を貯溜することができれば十分
である。従って一実施例の場合には、流量計が４０〜１
０００ｔ／ｈの１１１１１定範囲でＩＦ常に、つまり連
続的流動で動作する間に、貯溜室９の容積変化は全部で
０．２Ａであった。

第２図による実施態様の場合には、逆止め弁１１０の制
御は、電磁的ではなく機械的に行われる。対応する部分
については第１図よりも１００だけ増加した参照数字を
使用する。逆止め弁１１０の閉鎖前月１３１は、出口１
２牛を包囲する弁座１３２と共働する。この閉鎖部拐は
出口１２４内に配置された絞シ部椙コー２３と一体結合
されている。

可動壁１１１の場合には、固定板１２ばばね１２８を収
容する環状室を有する成形部１１２と取替えられている
。成形部１１２は、デフ１ストローク付き連結器１３４
を介して調整部拐１３５に連結されたロッド１３３を有
する。デツｒストローク伺き連結器は、連行体として形
成され、ばね１３８の各一方の端に作用することのでき
る２個のピンＪ３６及び１３７をロッド１３３に有しか
つ相互に対向し、ばね１３８の他方のそれぞれの端と共
働することのできる支え面１３９及び１３９ａを有する
。ロック装置１４０は２個′のロール状ロノクゼデ−１
４１を有して℃・て、それらの軸は圧縮ばね１４２によ
ってそれぞ」を荷重されており、調整部材１３５のくぼ
み１４３又はその下に存在するくぼみ１４４に選択的に
掛かることができる。

この流量測定装置の場合には次のような動作が行われる
：静止状態では逆止め弁１１０は閉っている。流量の少
ない場合には逆止め弁は依然として閉っている。しかし
可動壁１１１は上方に移動される。この際調整部材上３
５はロック装置１４０によって閉鎖位置で保持される。

Ｂ位置において連行体１３７がばね１３８に達する時に
初めて調整部材１３５が上方に連行さ罎１１、同時にロ
ツクゼデ−１４１がくぼみ１４３からくぼみ１４４に移
行する。この際ロッド１２５のヘソｌ’　１２５　ａが
調整部相１３５の連行体１２７によって若干持上げられ
、その結果逆止め弁１１０が開放されるが、絞シ装置１
２２はなお大きな絞り抵抗の状態を維持する。従って貯
溜さり、−／こ液体はばね１２已によって出口から流量
計に供給される。連行体１３６が上方からばね１３８に
作用するＡ位置に戻るや否や、調整部材１３５は下方に
移動され、逆止め弁１１０は再び閉鎖される。このサイ
クルは繰返し反復されうる。

さらに流入量が大きくなると、可動壁１１１はＢ位置を
越えて更に上方に移動され、同時にロツＰ１２５、ひい
ては絞り装置１２３が上方に引張られ、最後に同装置は
Ｃ位置で出口１２４から外に完全に引上げられる。今や
流入量は絞りなしに流量計に入る。

第３図では、対応部分に対して２００だけ増加された参
照数字を用いてあり、貯溜室２０９は分岐管２３０を介
して流入管２０２に接続されておシ、他方流出管２０３
は圧力室２２９から出ている。逆止め弁２１０及び絞シ
装置２２２は第２図の場合と同様に相互に結合されてい
る。逆止め弁２１０の閉鎖部材と可動壁２１１との間に
配置された部分、例えばデッドストローク付き連結器等
は、第２図と同様に形成されている。また可動壁は封止
ピストン又は金属ベロー（Ｍｅｔａｌｌｂａｌｇ　）に
よって形成されていてもよい。

該流量測定装置は特に、水消費量又は熱エネルギー消費
量が長い時間に亘って正確に測定さ」しることが要求さ
れている遠隔暖房装置に好適でル）る。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明による流量測定装置の第１実施例の略示
構成図であり、第２図は第２実施例の付属装置の略示断
面図であり、第３図は第３実施例の略示構成図である。 図中、 １．２０１・・・流量測定装置、牛・・−流量計、８．
１０８・・付属装置、９，１０９．’２０９・貯溜室、
１０，１１０，２１０・・・逆止め弁、１１、ｉｌｌ、
２１１・可動壁、１３，１１３・・・ロール膜、１５−
・・起動体、１６．１７・・・センサ、２２．１２２．
２２２・・・絞り装置、２３，１２３・・絞り前月、２
４，１２４・・・出口、２７，１２７・連行体、２９．
１２９．２２９・・圧力室、１３１・・・閉鎖部材、１
３２・弁座、１３４　、２３４・・・デッドストローク
付き連結器、１３５・・・調整部材、１３６，１３７・
・連行体、１３８・・ばね、１３９，１３９ａ−・支え
面、１４０−０ツク装置、１４１・・・ロツクゼテー、
１４３　、１４４・・・くぼみ

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １　流昂言」及び測定精度を下側定範囲で高める伺属装
   置を有する流量測定装置において、該伺属装置ｉ：　（
   ８、ｌ　Ｏ８）が ａ）可動壁（１１；Ｉｌｌ；２１１）によって限定され
   た可変容積を有する自体公知の貯溜室（９；１０９；２
   ０９）を有し、この際ｂ］動壁の貯溜室に面しない側が
   、流量計（４）の貯溜室に面しない側に連絡された圧力
   室（２９；１２９；２２９）を限定しブ、ｃ、らびに １〕）貯溜室の次に接続されかつ流量計と一列を成して
   存在し、可動壁が外側運動時により大きい貯溜容積に相
   応する第１位置（Ｂ）に達すると開きがっ可動壁が内側
   運動時により小さい貯溜容積に相応する第２位置（Ａ）
   に達すると閉じる逆止め弁（１０；１１０；２１０）を
   有することを特徴とする前記流量測定装置。 ２、貯溜室の後に接続された絞り装置（２２；１２２；
   ２２２）が、流量側（４）及び逆止め弁（１０；１１０
   ；２１０）と−列を成して存在しかつ可動壁（１１；Ｉ
   ｌｌ；２１１）が第１位置（Ｂ）を越えてさらに移動さ
   」するとより大きな絞シ抵抗の値からより小さい絞シ抵
   抗の値に変化可能である特許請求の範囲第１項記載の装
   置。 ３　逆止め弁（１０）が連続的閉鎖運動を有する特許請
   求の範囲第１項又は第２項記載の装置。 屯　絞シ装置（２２；１２２）が貯溜室（９；１０９）
   と逆止め弁（４）との間に存在ず４る特許請求の範囲第
   ２項又は第３項記載の装置。 ５、　可動壁（１１；１１１；２１１）が力によって内
   側方向に荷重されている特許請求の範囲第１項から第４
   項までのいずれが１項に記載の装置。 ６　可動壁（１１；Ｉｌ工；２１１）がロール膜（１３
   ；　１１３）を有する特許請求の範囲第１項から第５項
   までのいづれか１項に記載の装置。 ７　逆止め弁（１０）が電磁弁であシかつ可動壁（１１
   ）に、第１及び第２位置（Ｂ　、Ａ）に対応する固定セ
   ンサ（１６，１７）に作用記載の装（４゜ δ　センサ（１６，１７）が接触なしに制御可能である
   特許請求の範囲第７項記載の装置。 ９　逆止め弁（１１０）の閉鎖部材（１３１）が、ロッ
   ク装置（１４０）によって閉鎖及び開放位置で保持可能
   であって、デッドストロ−ク付き連結器（１３４）を介
   して可動壁（１１１）に連結されている調整部材（１３
   ５）によって調整可能であり、デツ１こストロ−ク付き
   連結器を用いて該調整部材がデッドストロークの終りに
   その都度閉鎖位置から開放位置に復帰可能である特許請
   求の範囲第１項から第６項までのいづれか１項に記載の
   装置。 ｌ○、ロック装置（１４０）を形成するために、調整部
   材（１３５）に、ばね支承されたロックボデー（１４１
   ）がかがるくぼみ（１４３，１４４）が設けられている
   特許請求の範囲第９項記載の装置。 １１、デッドストローク付き連結器（１３４）が可動壁
   （１１１）に連結された連行体（１３６，１３７）を有
   し、同連行体かばね（１３８）の中間接続下に、逆方向
   に作用する調整部材（１３５）における２つの支え面（
   １３９、１３９ａ　）に対して作用する特許請求の範囲
   第９項又は第１０項に記載の装置。 １２、絞り装置（２２；１２２）の調整可能な、絞シ部
   材（２３；１２３）が、より大きい絞シ抵抗の値に相応
   する所定の静止位置を有し力；つ連行体（２７；１２７
   ）を介して可動壁（１１；１１１）と連結されていて、
   可動壁が第１位ｆｉｔ（Ｂ）を越えると絞り部材が前記
   連行体によってより小さい絞り抵抗の値に相応する動作
   位置に連行される特許請求の範囲第２項から第１１項ま
   でのいづれか１項に記載の装置。 １３、連行体（１２７）が調整部材（１３５）に形成さ
   れている特許請求の範囲第９項から第１２項までのいづ
   れか１項に記載の装置。 １４、絞り部拐（２３；１２３）が、静止位置において
   は貯溜室（９；１０９）の出口（２４；１２４）を部分
   的に充填しかつ動作位置では出口から外に移動されてい
   る充填体である特許請求の範囲第１２項又は第１３項記
   載の装置。 １５　逆止め弁（１１０）の弁座（１３２）が貯溜室（
   １０９）の出口（１２４）に設けられておりかつ閉鎖部
   Ｕ（１３１）が弁頭として形成されており、絞り部拐（
   １２３）が前記弁頭に結合された充填体として形成され
   ている特許請求の範囲第９項又は第１４項記載の装置。