JPS6042330Y2 - 軸流羽根車式流量計 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 この考案は、軸流羽根車式流量計の改良に関するもので
、その目的とするところは、計測区域の広い軸流羽根車
式流量計を提供することにある。

軸流羽根車を有した流量計は、ウォルトマン流量計とし
てよく知られており、この計器の性能特性（器差特性）
についても、例えば一般の水道メータの場合には、その
容量や口径によって規定され、大略流量の大きい乱流区
域内では比較的誤差は小さいが流量の小さい変移区域内
では誤差は次第に増加を示す第４図のＩに示すようなカ
ーブ特性で表わされることも良く知られている。

また、この種の流量計については、その製造時の器差の
バラツキを公差内に抑えるために、組立後に器差調整す
ることが一般に行なわれているが、従来から行なわれて
いるこの種の器差調整方法としては、軸流羽根車式流量
計の流水口部に隔壁で互いに仕切られるようにして周設
された流水整流孔と同じ形状の案内孔を周設した回動調
節板を取着し、これを所定の角度だけ回転させることに
より整流孔と案内孔との重なり位置をズラせて流水口部
に流入する流水の方向を変更設定し、これによって羽根
車に加わるトルク（以下、１羽根車トルク、という）を
加減調整して器差の調整を行なうようにしたものがよく
知られており広く採用されている。

ところが、このような方法による場合は、回動調節板の
回動位置をズラせるとすべての流量域に於ける羽根車ト
ルクもはＳ゛一定変化するため得られる器差特性は、調
整前のものに比べてプラス又はマイナス方向のいずれか
の方向に全体的に平行移動されたような特性を示すだけ
で計測区域まで拡大させることは側底不可能とされてい
た。

本考案は、このような事情を背景としながらも、上記し
た軸流羽根車式流量計の回動調節板の形状を種々変更さ
せて器差特性の実験を行なった結果、開発されたもので
、流水口部の流水整流孔を形成する隔壁と略同数でかつ
上記流水整流孔の各々の内周縁から外周縁の途中まで延
出する突片を有した回動調節板を使用した場合には器差
特性を著しく平滑化させることが可能になるとの新たな
知見を得てなされたものである。

以下に、添付図面と共に、その望ましい一実施例を説明
する。

第１図は、本考案によるたて型軸流羽根車式流量計の要
部を示す縦断面図であり、１は軸流羽根車、１１は羽根
車１を回転可能に支承するため軸受ナツト４によって流
水口部２の中央部分に固着された羽根車支承軸、１３は
羽根車１の回転軸である、２は流氷口部であり、２２・
・・は隔壁２１・・・で仕切られた流水通路を形成する
流水整流孔、３はトルク調節用回動板である。

本考案流量計は、特にトルク調節用回動板の形状に特徴
を有したもので、この回動板３は、第２図、第３図に示
すように、流水整流孔２２・・・を仕切る隔壁２１・・
・と略同数でかつ流水整流孔２２・・・の各々の内周縁
２２１から外周縁２２２の途中部分まで延出する突片３
１・・・を有した円板状に形成されており、この回動板
３は複数の隔壁２１・・・で仕切られた流水整流孔２２
・・・を周設した流水口部２の流出側の中央に任意の回
動位置で固定自在に取付けられており、この回動板３を
回動調節して羽根車室（図示せず）に流入する流水の流
入方向を変更設定できるようになっている。

しかして、回動板３の固定位置を規定して器差特性を改
善させるには、回動板３の中央に貫設された羽根車支承
軸１１の左右両側に穿設された位置決め孔３２・・・に
締着された２本の止着ビス３３．３３を緩めて回動板３
を所定位置まで回動させた後再び２本の止着ビス３３．
３３を締着させることによって容易に行なわれ、例えば
第２図に示すように羽根車トルクが最大になる回動位置
に回動板３を固定したり、第３図に示すように、羽根車
トルクを最小にする回動位置に回動板３を固定すればよ
く、この様にして回動板３を実測器差特性を平滑にさせ
るのに必要な位置に固定すればよいのである。

本考案はこのようにして回動板を調節して実測器差を改
善しようとするものであるが、かかる本考案の有効性は
、次の実験によってすでに確められている。

（実験例） この実験は、回動板３のない以外は本考案と全く同−構
成の流量計を従来例とし、この従来例によって得られる
実測器差特性が本考案によってどのように改善されるか
について、調べたもので、この実験に於て使用した流量
計は、たて型軸流羽根車式流量計で、その他の条件は表
１の通りであった。

そして、この実験の結果従来例のものは第４図の実線■
で示される器差特性を得た。

この特性では、流量が１５ｄ／ｈ以下では器差が徐々に
増大して行き１．５〜２ｒｒｅ／ｈの間で最大ピーク値
を示すのが確認された。

次に、本考案流量についても表１と同様な条件の下に実
験を行なったが、回動板の調節をほとんど機能させない
回動位置では従来例と同様な器差特性を得た。

そこで、回動板３を羽根車トルクをはＳ゛最大する位置
に設定したところ第４図■で示されるような器差特性を
得た。

この実験結果によって、本考案流量計では器差特性の変
移区域に於ける傾斜は緩やかになり、特に流量の大きい
区域での器差は全体的にプラス方向に増大して平滑化さ
れた器差特性を得ることができることが判明した。

すなわち、器差特性は第４図■で示されるようなものか
ら第４図■で示されるように平滑化されたものに改善さ
れその計測可能範囲もαからβまで拡大された。

次にこのような実験結果より推察すれば、羽根車トルク
を減少させるように、回動板の位置を回定した場合には
、器差を流量の大きい区域内で全体的にマイナスの傾向
を示すように改善させることが予想されるので、特に第
５図のＩ′で示されるような器差特性を示す流量計に対
しては、流量の大きい区域内に於て示すプラス方向に増
大した誤差分を減少させることが可能となりその結果、
第５図■′のように平滑化された器差特性を得ることも
容易に推測されよう。

以上詳述したところから理解されるように本考案流量計
によれば、回動板を所定位置に調節させるだけで大流量
である乱流区域内における実測器差を平滑化させてその
器差特性を改善できるので、後は流量計の伝達係数（歯
車ではそのギア比などによって定まる）を必要に応じて
変換調節すれば流量計の器差の広い範囲に亘って公差内
に抑えることができ流量計の計測範囲も自ずと著しく増
大させるのである。

このような本考案の作用効果について、その原因を理論
的に解明することは、きわめて困難であるが、第４図に
示した実験結果を分析すると以下のような推論が成立し
うるものと考えられる。

すなわち、流量の大きい乱流区域内では、回動板突片に
より流水が羽根車トルクを増大させる方向に変化させる
一方で流量の小さい層流区域では回動板の突片により乱
された流れも層流効果によって突片通過直後に通過前の
層流状態にもどり、羽根車トルクもさほど増加しない。

このため突片による羽根車トルクの増加分は層流区域に
比べて乱流区域の方が大きい為に、乱流区域と層流区域
の器差の差が突片を有した場合には減少することになる
。

つまりこれを要約すれば、わずかな流水の変化が羽根車
トルクの変化に対して大きな影響を与えることになる流
量の大きい乱流区域に於ては、突片が流水整流孔の内周
縁から外周縁に至る途中部分までしか延出していない本
考案の回動板のようなものであっても、羽根車トルクに
対する影響は大きく従って全体としての器差に対する影
響も大きくなって器差の改善に有効に寄与するのである
が、これに反し、羽根車トルクの変動に対して余り影響
のない層流区域に於ては、本願考案では特に羽根車トル
クに対して影響の大きい外周部分の水流には影響を与え
ないように回動板の外周部分の突片を切除しているので
羽根車トルクの変化に対する影響ははともどないものと
考えられる。

これらの結果、第４図の実験例で示したように流量の大
きい乱流区域内に於ては器差は大きく増大するも流量の
小さい層流区域では器差に影響は余りなく、第４図■で
示されるように器差特性は改善されるものと推論される
のである。

以上詳述したところから明らかなように、本願考案は、
羽根車トルクを規定することとなる回動板を流水口部の
流水整流孔を形成することとなる隔壁と略同数で、かつ
上記流水整流孔の各々の内周縁から外周縁の途中部分ま
で延出する突片を有した特殊形状に構成したことをその
構成上の特徴としたものであり、このような構成上の特
徴から流量計の器差特性を平滑化させるという特有の効
果を奏するものであり、これによって軸流羽根車式流量
計の計測区域を著しく増大させることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本考案流量計の要部構造を示す要部縦断面図
、第２図及び第３図は、羽根車トルク調節用回動板の構
造を示す流水口部の平面図であり、第２図は、トルク調
節用回動板を羽根車トルクが最大になるように調節した
状態を示す図、第３図は、トルク調節用回動板と羽根車
トルクを最小になるように調節した状態を示す図、第４
図は、羽根車トルクを最大にした場合に於ける本考案流
量計と従来例との実験結果を示すグラフ、第５図は、羽
根車トルクを最小にした場合に於ける本考案流量計の従
来例に対する予想結果を示す器差特性図である。 符号の説明、２・・・・・・流水口部、２１・・・・・
・隔壁、２２・・・・・・流水整流孔、２２１・・・・
・・流水整流孔内周縁、２２２・・・・・・流水整流孔
外周縁、３・・・・・・羽根車トルク調節用回動板、３
１・・・・・・突片。

Claims (1)

1. 【実用新案登録請求の範囲】 複数の隔壁２１・・・で仕切られた流水整流孔２２・・
   ・を周設した流水口部２の流出側の中央に、任意の回動
   位置で、固定自在に取着された羽根車トルク調節用回動
   板３を備えて戒る軸流羽根車型流量計であって、 上記羽根車トルク調節用回動板３が、上記隔壁２１・・
   ・と略同数で、かつ上記流水整流孔２２・・・の各々内
   周縁２２１・・・から外周縁２２２・・・の途中部分ま
   で延出する突片３１・・・を有したことを特徴とする軸
   流羽根車式流量計。