JPS6122242B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

産業上の利用分野 本発明はタービンメータに係り、特に流量に応
じて回転する羽根車をフローテイング回転させて
流量計測を良好に行うよう構成したタービンメー
タに関する。 従来の技術 一般に、メータ外殻内部に羽根車を回転自在に
嵌装し、この羽根車を流体の流速に比例して回転
させ流体の流速又は流量を計測する構成のタービ
ンメータが知られている。しかるに、従来のター
ビンメータは例えばガソリン、水等の低粘度流体
を計測する場合は問題はないが、粘性の大なる例
えば重油等の高粘度流体を計測する場合、後述す
る如く器差変化が大でレンジアビリテイが狭い等
の欠点を有していた。 羽根車の回転角速度をω、流量をＱ、羽根の管
軸となる角度をα、羽根の平均半径をｒ、羽根の
内外周で規定される環状部分の面積をＡ、粘性に
よる羽根車の回転反抗トルクをＴ_f、機械的抵抗
による羽根車の回転反抗トルクをＴ_n、流体密度
をρとすれば、流量Ｑと羽根車の回転角度ωとの
間には、 ω／Ｑ＝ｔａｎα／ｒＡ＝Ｔ_ｆ／ｒ^２ρＱ^２＝Ｔ_ｎ／ｒ
^２ρＱ^２(1) なる関係がある。 ここで、羽根車がその両端軸受部で正規に軸承
され、かつフローテイング回転していると仮定す
ると、機械的抵抗による回転反抗トルクＴ_nは粘
性抵抗による回転反抗トルクＴ_fに比較して無視
することができるので、 ω／Ｑ＝ｔａｎα／ｒＡ＝Ｔ_ｆ／ｒ^２ρＱ^２ (1)′ と考えてよい。ここで、流体の粘性係数をμとし
た場合、上記回転反抗トルクＴ_fは流れの状態に
応じて、

【表】 で表わされるので、流量―回転角速度比ω/Q
は、 で表わされる。但し、K₁，K₂，K₃は定数であ
る。tanα/rAは設計によつて定まる一定値であ
る。 上記各式(5)〜(7)から分かるように乱流の場合は
ω/Qは流量Ｑに無関係に一定であるから器差変
化は生じない。 発明が解決しようとする問題点 しかるに、層流及び中間流の場合、ω/Qは流
量Ｑの関数となつているため流量によつて器差が
変化してしまう。このため従来のタービンメータ
は低粘度流体を計測する場合には流量計測範囲の
比較的低流量域から乱流域となるので、器差変化
は少ないが、高粘度流体を計測する場合比較的高
流量域まで層流状態で流れるため流量計測範囲の
うち乱流域部分が少なく、このため流量に応じて
器差が大幅に変化してしまうという欠点を有して
いた。 又、流れの速度分布は層流、中間流、乱流の各
状態によつて異なつているため、流れの状態に応
じて羽根に作用する回転トルクの作用点が変化
し、それにともなつて前記平均半径ｒが変化して
器差が一定しなくなる。従つて、従来のタービン
メータは、比較的高流量域まで層流状態で流れる
高粘度流体に対しては特に器差変化が激しく、こ
のため広いレンジアビリテイで正確に流量計測す
ることができない等の欠点を有していた。 又、上記従来のタービンメータの場合、羽根車
がその両端部で正規に軸承されている場合でも、
羽根車の回転に伴ない羽根部分に衝突する流体が
羽根車に対し流れ方向の押力を生ぜしめるので、
羽根車のブツシユ等が羽根車の軸承部に当接して
複雑な回転抵抗を与える。その結果、軸受部での
回転抵抗が大となるので前記式(1)中機械的反抗ト
ルクＴ_nの項を無視することができなくなり、全
ての流量域で大なる計測誤差が生じてしまつた
り、或いは軸受部内で羽根車の輪が片当りを生
じ、軸受部が短期間で使いものにならない程損耗
してしまつたりすることがある等の欠点を有して
いた。 そこで、本発明は上記欠点を除去したタービン
メータを提供することを目的とする。 問題を解決するための手段及び作用 本発明になるタービンメータは外周面に複数枚
の羽根を植設されたハブと、該ハブの上流側面に
対向するとともに上流側より下流側へ拡径され該
ハブの外径寸法より大なる拡径部を有する上流側
コーン部材と、該ハブの下流側面に対向し前記上
流側コーン部材と協働して該ハブ外周面に淀み部
を形成すると共に下流側より上流側へ拡径され該
ハブの外径寸法より大なる拡径部を有する下流側
コーン部材と、一端が前記ハブの下流側面に対向
し他端が下流側コーン部材を貫通して設けられ該
下流側コーン部材の下流側の静圧を該ハブの下流
側面に導入する貫通孔と、前記淀み部内に設けら
れるとともに該ハブの上、下流側の少なくとも一
方に固着され該ハブを上流側に押圧する力を受け
る側板とを有してなり、側板で淀み部がハブの外
周面より逃げないように画成すると共に淀み部の
形成に伴つて生じる負圧及び下流側コーン部材の
貫通孔よりの静圧を側板に作用させ流体の圧力に
より羽根車を下流側に押圧する押圧力を相殺し、
これにより、羽根車を良好にフローテイング回転
させてスラスト軸受部分での羽根車と軸受との間
の不用な機械的摩擦を除去すると共に、高粘性流
体の流量計測時の器差を改善し、しかも軸受及び
その軸承部を良好に高寿命化するようにしたもの
である。 実施例 まず本発明になるタービンメータの前提例につ
き説明する。第１図Ａ〜Ｄは布々本発明になるタ
ービンメータの前提例の縦断面図、そのロータ部
分の平面図、タービンメータ管壁の流れ方向に沿
う圧力分布図、及び器差特性線図を示す。 第１図Ａ，Ｂ中、タービンメータ１は中空筒状
のハウジング２の内部に一対のクリツプ３，４を
互いに所定間隔離間させて嵌装するとともに、こ
のクリツプ３，４間に羽根車としてのロータ５の
軸６の両端部を保持させてある。ロータ５は羽根
本体としわの中空短軸円筒状のハブ７（半径ｒ
_H）の外周面に角度αだけ傾けて等間隔に羽根と
しての複数枚（本前提例では例えば６枚）のブレ
ード８を植設した形状をなし、ハブ７の中心孔に
嵌着したブツシユ７ａを軸６のジヤーナル６ａに
回転自在に嵌合させてある。 ９は上流側コーン部材で、円錐体状に形成して
あり、クリツプ３とロータ５との間で軸６に固着
してある。１０は下流側コーン部材で、ロータ５
とクリツプ４との間で軸６に固着してある。上流
側コーン部材９及び下流側コーン部材１０の相対
向する端面には夫々スラスト軸受９ａ，１０ａが
設けてあり、ロータ５の軸方向の力を受ける。１
１はピツクアツプコイルで、ロータ５のブレード
８に対向させてハウジング２の外周部に設けてあ
り、ロータ５の回転を電気的に検出する。 本第１の前提例の場合、下流側コーン部材１０
の半径ｒ_CRをロータ５のハブ７の半径ｒ_Hと略同
径（ｒ_CR≒ｒ_H）とし、かつ上流側コーン部材９
の径ｒ_CFをロータ５のハブ７の半径ｒ_Hよりも所
定長さだけ大（ｒ_CF＞ｒ_H）としてある。 １２は環状の側板で、内径r₁、外径r₀の薄肉リ
ング状部材よりなり、上記上流側コーン部材９の
拡径部９ｂに対向させてロータ５の図中左端面に
固着してある。上記側板１２の外径r₀は、本前提
例の場合上流側コーン部材９の径ｒ_CFと略等しく
とつてあり、又その内径r₁はハブ７の半径ｒ_Hよ
りも所定値だけ小としてある。従つて、側板１２
は後述する如く、拡径部９ｂとハブ７の外周面と
の間に画成される淀み部内に巻込まれる流体から
背圧を受ける。 矢印で示す如くタービンメータ１の上流側より
ハウジング２の内部に流入した流体は、クリツプ
３を通過し、上流側コーン部材９でブレード８方
向に案内されたのちロータ５のブレード８に衝突
してロータ５を回転させ、隣り合うブレード８，
８間を通過し下流側に流れる。 ここで、上記タービンメータ１の場合上流側コ
ーン部材９の拡径部９ｂとによつて流体が案内さ
れるのハブ７の外周面との間で画成される空間部
内に被計測流体が淀んで滞留し、この空間部は淀
み部となる。 該淀み部内に巻込まれて滞留する被計測流体
は、それまでの流れ方向の速度成分を殆ど失つた
状態にあるので、ブレード８に対しその付け根部
分で層流粘性抵抗が生じ、その結果ロータ５の回
転に対しｋμＱとなる回転反抗トルクが附加され
る。従つて、上記構成になるタービンメータ１の
場合、回転反抗トルクT′_fは、

【表】 で表わされることになり、それに伴ない流量―回
転角速度比ω/Qは、 で表わされる。 このため、(5)′〜(7)′式から分かるように乱流域
に於ける流量―回転角速度比ω/Q中に−K₃α／
ρＱなる項が追加されることになるが、この項は
流量の大なる乱流域に於いては十分無視しうる値
である。従つて、乱流域に於ける器差特性に変化
はない。さらに、層流と乱流の中間流をみた場
合、流量―回転角速度比度ω/Qは流量Ｑの値に
全く無関係に一定であり、このため比較的低流量
域まで器差特性は平坦になる。 又、クリツプ３を通過した流体は上流側コーン
部材９の外周壁部に沿つて案内される際、拡径部
９ｂによつて外周側に向けて絞られるので、ブレ
ード８の平均半径ｒが大きくなつて高流量域から
比較的低流量域の間に於いて平均半径ｒの変化が
少なくなり、(5)′〜(7)′式から明らかなように流量
―回転角速度比ω/Qがより一定になり、器差特
性が良好となる。さらに、クリツプ３を通過した
流体はコーン部材９の拡径部９ｂ外周縁部までは
境界層を形成して流れるものの、該拡径部９ｂ外
周縁部で剥離されそれより下流側では上流側コー
ン部材９の拡径部９ｂの背面側を除いて乱流状態
となるので高粘度流体であつても乱流条件に近づ
き器差特性が良好となる。 以上のように作用するに際しても上記タービン
メータ１は通常のタービンメータ同様、各ブレー
ド８をハブ７の外周面に角度αだけ傾けて植設し
てあるため、流体が各ブレード８に衝突する際、
軸６の流れの方向の押力が働く。 しかるに、上記構成になるタービンメータ１
は、上流側コーン部材９の拡径部９ｂに対向させ
てロータ５の上流側端面に側板１２を固着した構
成としてある。このため、上流側コーン部材９の
拡径部９ｂを通過して淀み部内に巻き込まれた流
体は、側板１２をその背面側から流れの方向とは
反対方向に押圧する。この側板１２に作用する背
圧は、第１図Ｃに示す如く、ロータ５の軸方向略
中間部（同図中Ｍ点部分）の静圧Ｐ_Mからロータ
５の上流側端部（同図中Ｂ点部分）の静圧Ｐ_Bを
減じた圧力Ｐ_M―Ｐ_Bとなる。 従つて、ブレード８を介してロータ５が受ける
流れ方向の押力は、側板１２が受ける流れと反対
方向の差圧Ｐ_M―Ｐ_Bにもとづく押力により相殺さ
れ、ロータ５のブツシユ７ａはスラスト軸受９ａ
とスラスト軸受１０ａとの間で浮いた状態（フロ
ーテイング状態）で滑らかに回転する。尚、この
際側板１２を淀み部内に位置させるようにすれ
ば、即ちコーン部材９の拡径部９ｂの半径ｒ_CFに
対し側板１２の半径r₀を同径又は小径とすること
により、側板１２が殆ど流体の流れによる圧力が
受けずに背圧のみをロータ５に作用させることが
できる。 このようにロータ５は両スラスト軸受９ａ，１
０ａ間でフローテイング回転するので、ブツシユ
７ａが下流側のスラスト軸受１０ａの端面を擦り
ながら大なる機械的摩擦を受けて回転するといつ
た不都合は生じない。従つて、上記構成になるタ
ービンメータ１は軸受部分での機械的摩擦にり計
測精度が著しく低下したり、或いは軸受及びその
軸承部分の寿命が著しく低下するといつた不都合
は生じない。 第１図Ｄ中、実線と一点鎖線は夫々上記構成に
なるタービンメータ１を用いて夫々低粘度液体
（例えばガソリン）と高粘度液体（例えば重油）
の流量を計測した場合の器差を示しており、点線
と二点鎖線は夫々従来のタービンメータを用いて
夫々上記低粘度液体と高粘度液体の流量を計測し
た場合の器差を示す。 この第１図Ｄからも明らかなように、タービン
メータ１は拡径部９ｂにより淀み部を形成し、こ
の淀み部内で滞留する流体によりロータ５の回転
反抗トルクを増大させるとともに、淀み部内に巻
込まれた流体により側板１２に背圧を有効に作用
せしめる構成としているため、従来のタービンメ
ータを用いて計測した場合の如く被計測流体の粘
度によつて器差が極端に異つてしまうといつたこ
とはなく、又機械的反抗トルクが殆ど発生しない
ので、低流量域から高流量域まで極めて平坦な器
差特性が得られる。 次に、本発明の第２の体提例につき第２図とと
もに説明する。第２図は本発明タービンメータの
第２の前提例の縦断面図を示す。 第２図中、タービンメータ２１は上流側コーン
部材２２をロータ２３のハブ２４と略同径（ｒ_CF
＝ｒ_H）とし、下流側コーン部材２５の最大径部
をハブ２４よりも所定長だけ拡径（ｒ_CR＞ｒ_H）
して構成してある。このため、ロータ２３のブレ
ード２６の付け根部分を通過した流体は下流側コ
ーン部材２５の拡径部２５ａに衝突する。この結
果、ハブ２４の外周面と拡径部２５ａとで画成さ
れる空間部内に被計測流体が淀んで滞留し、この
空間部は淀み部とされる。 従つて、本第２の前提例の場合も前記第１の前
提例同様淀み部が形成され、その結果層流と乱流
の中間流の状態に於いて器差変化を極めて小に抑
えることができる。また、淀み部によりブレード
８の平均半径ｒの変化も少なくなるのでさらに器
差変化が良好となる。 ２７は、環状の側板で、内径r₁、外径r₀のリン
グ状部材よりなり、下流側コーン部材２５の拡径
部２５ａに対向させてロータ２３の図中右端面に
固着してある。上記側板２７の外径r₀は本前提例
の場合下流側コーン部材２５の径ｒ_CRよりも小径
とされ、又内径r₁はハブ２４の半径ｒ_Hよりも所
定値だけ小としてある。 又、本前提例の場合、下流側コーン部材２５の
図中左端面とロータ２３の側板２７との間に第１
の前提例に比し広めの隙間２８を形成してあり、
側板２７は淀み部の外周の流体がコーン部材２５
の外周端面に衝突して上記隙間２８内に流れ込ん
だ流体より背圧を受ける。この際、ロータ２３の
ハブ２４の下流側の端面面積が側板２７により拡
大されているので上記背圧を受けるロータ２３の
受圧面積を大きく、より大きな押力が流れ方向と
逆に作用する。 従つて、本第２の前提例の場合も前記第１の前
提例同様ブレード２６を介してロータ２３に生ず
る流れ方向の押力を隙間２８に流入した流体の背
圧による流れと反対方向の押力でバランスさせ、
これによりロータ２３をフローテイング状態で極
めて滑らかに回転させることができる。なお、本
前提例にあつては側板２７が淀み部内に位置する
ので、側板２７は流体の流れ方向に圧力を受けな
い。 このタービンメータ３１は、前記タービンメー
タ２１と略同様の構成をなし、下流側コーン部材
３２を拡径してあり、その拡径部３２ａに対向さ
せ側板３３をロータ３４の図中右端面に固着して
ある。尚、側板３３の半径は本前提例に於いては
下流側コーン部材３２の拡径部３２ａの半径と略
同一であつてもよいものである。又、前記第２の
前提例では下流側コーン部材の右端面とロータの
右端面との間に隙間を形成していたのに対し、本
第３の前提例の場合下流側コーン部材３２として
コーン部材を貫通する複数の貫通孔３５を有する
ものを用い、この貫通孔３５を介して下流側コー
ン部材３２の外周部を通過する流体を下流側コー
ン部材３２の図中左端面とロータ３４の右端面と
の間に導入する構成としてある。 従つて、側板３３はハブ３７の右端側面の面積
を増加させ、この増加された面が貫通孔３５を介
して下流側より供給された大なる圧力の流体から
背圧を受ける。この背圧の大きさは、第３図Ｂに
示す如く下流側コーン部材３２の下流側末端部近
傍（同図中Ｄ点部分）の静圧Ｐ_Dからロータ３４
の下流側端部（同図中Ｅ点部分）の静圧Ｐ_Eを減
じた値Ｐ_D―Ｐ_Eとなる。ここで、下流側コーン部
材３２の外周部に沿う静圧は流れの方向に沿つて
回復しており、このため背圧Ｐ_D―Ｐ_Eの大きさは
大であり、又ハブ３７の受圧面積も大となつてい
るので、ブレード３６を介してロータ３４に生ず
る流れ方向の押力を、上記背圧Ｐ_D―Ｐ_Eにもとづ
いて発生する流れと反対方向の押力に相殺させ、
これによりロータ３４をフローテイング状態で極
めて滑らかに回転させることができる。 尚、本第３の前提例に於いて貫通孔３５の穿設
位置はハブ３４の中心側の端面に臨んでいるもの
として述べたが、これに限らず貫通孔３５は得る
べき背圧の大きさによつてもコーン部材３２の外
周側に位置させてもよいものである。 次に、本発明になるタービンメータの各実施例
につき説明する。 第４図Ａ，Ｂは夫々本発明になるタービンメー
タの第１実施例の縦断面図及び管壁の流れ方向に
沿う圧力分布図を示す。 第４図Ａ中、タービンメータ４１は上流側コー
ン部材４２と下流側コーン部材４３とを略同径
（ｒ_CF＝ｒ_CR）とするとともに、両径ともハブ４
４の径ｒ_Hよりも拡径（ｒ_CF＞ｒ_H，ｒ_CR＞ｒ_H）
としてある。このためハブ４４の外周面より外周
に突設した上流側コーン部材４２の拡径部４２ａ
と下流側コーン部材４３の拡径部４３ａとの間で
画成されるポケツト部分には有効な淀み部４５ａ
（第４図Ａ参照）が形成され、これによりロータ
４５の回転反抗トルクを極めて有効に増大させる
ことができる。従つて、本実施例の場合も前記各
前提例同様低速域に於ける回転反抗トルクを良好
に増大させることができるとともにブレードの平
均半径ｒの変化も小となるので器差特性を極めて
良好に改善することができる。 さらに本第１実施例の場合、ロータ４５には図
中左・右の端面に夫々側板４６，４７が設けてあ
るとともに、下流側コーン部材４３は貫通孔４８
を有している。 このため、ロータ４５のハブ４４の外周近傍を
通過した流体は下流側の側板４７及び下流側コー
ン部材４３に衝突する。この結果ハブ４４の外周
面と側板４６と４７とにより画成される空間部内
に被測流体が淀んで滞留し、有効な淀み部分が形
成される。したがつて、側板４６，４７により淀
み部４５ａがハブ４４の外周面近傍より逃げるこ
とがない。また、上記空間部内で滞留する流体は
軸方向の速度成分を殆んど失つた状態になるため
ハブ４４の外周面近傍が粘性抵抗が生じ、高粘度
流体の流量計測時において器差を少なくしうる。
さらに、側板４６，４７間に形成される淀み部４
５ａによりロータ４５の回転反抗トルクが増大
し、低速域における器差を良好に改善することが
できる。また、上流側コーン部材４２は円錐形状
であるため、被測流体は上流側コーン部材４２に
沿つて急激に外周方向に発散され、この部分で一
層効果的な乱流を発生せしめうる。 また、流体がロータ４５を通過する際に生じる
一対の側板４６，４７間の淀み部４５ａの形成に
伴つて第４図Ｂに示す如く負圧が発生する。 さらに、上流側側板４６にはロータ４５の上流
側端部（同図中Ｂ点部分）の静圧Ｐ_Bからロータ
４５の軸方向略中間部（同図中Ｍ点部分）の静圧
Ｐ_Mを減じた背圧Ｐ_B―Ｐ_Mが流れと反対方向に作
用し、又下流側側板４７にはロータ４５の下流側
外周部末端部近傍（同図中Ｄ点部分）から貫通孔
４８を介して導入された静圧Ｐ_Dから下流側ロー
タ４５の下流側端部（同図中Ｅ点部分）の静圧Ｐ
_Eを減じた背圧Ｐ_D―Ｐ_Eが流れと反対方向に作用
する。このため、ロータ４５は上記側板４６，４
７間に形成された淀み部に発生する負圧が側板４
６，４７及びブレードに作用すると共に貫通孔４
８より導入された下流側コーン部材４５の下流側
の静圧が下流側の側板４７に作用し、上流側へ押
圧される。 従つて、本第１実施例も前記各前提例同様ロー
タ４５をフローテイング状態で極めて滑らかに回
転させることができる。又、このタービンメータ
４１は、ロータ４５に及ぼすべき全背圧を上流側
側板４６と下流側側板４７の２箇所で得るので大
きな背圧を得ることができ、又得るべき背圧を前
記２箇所で適宜調整することができ、従つて自由
に変更可能な設計仕様を有するタービンメータを
提供することができる。 なお、上流側コーン部材４２の拡径部４２ａの
半径ｒ_CFを下流側コーン部材４３の拡径部４３ａ
の半径ｒ_CRよりも僅かに大とすることにより比較
的低流量域から乱流状態とすることができ、前記
第１の前提例同様器差変化を小とすることができ
る。 又、上記第１実施例に於いて、貫通孔４８をも
たないコーン部材を用いてもよく、その場合下流
側コーン部材４３の左端面を後退させ前記第２の
前提例のタービンメータ２１で説明した如く下流
側コーン部材４３の図中左端面とロータ４５の右
端面との間に隙間を形成し、この隙間内に流入し
た流体により側板４７に背圧を及ぼす構成として
もよい。 さらに、上記第１実施例は第４図Ａに示す構成
に限定されることなく、例えば第５図に示す本発
明第２の実施例のタービンメータ５１の如く上流
側コーン部材５２の拡径部５２ａに対向させて側
板５３を設けるだけにし、前記第１実施例に於け
る下流側側板４７は省略する構成としてもよい。
又、例えば第６図に示す本発明第３実施例のター
ビンメータ６１の如く下流側側板６２及び背圧導
入孔６３を設けて前記第１実施例に於ける上流側
側板４６を省略する構成としてもよい。 又、上記第１及び第２の各実施例のタービンメ
ータは、第７図に示す如く下流側コーン部材７１
の拡径部７１ａの最外周面に対向する位置の下流
側側板７２に突起７３を設け、この突起により貫
通孔７４を介して下流側コーン部材７１とロータ
７５との間に導入された流体を絞り、下流側側板
７２に作用する背圧を効果的に大とする構成とす
ることもできる。尚、この場合にあつては貫通孔
７４の右側開口端の位置を得るべき背圧に応じて
設定すればよく、右側開口端の位置は軸側ほど望
ましいが、軸から突起７３までの間ならどこでも
よい。 尚、上記各実施例に於いて、ロータの羽根の数
は６枚に限ることなく、他の適宜の複数としても
よい。 又、上記各実施例に於いてロータは固定された
軸に軸承されているものとして述べたが、これに
限らずロータを軸に固定し、該軸を例えば上・下
流側のコーン部材によつて回転自在に支持しても
よく、当該回転自在な軸もロータを軸承している
ものとする。 さらに、上述の各実施例に於いては、リング状
側板を羽根車に固定するものとして述べたが、こ
れに限らず例えば第８図に示す如く羽根車の本体
（ハブ）８０の外周部を本体８０の端面外周に突
部８１が残るように切削加工して一体成形しても
よい。また羽根車に側板を固定するとは、第７図
に示す如くに側板を羽根車本体と羽根の双方に溶
接固定する場合だけでなく、側板を羽根車本体か
羽根のいずれか一方に固定する場合も包含するも
のである。固定方法も溶接に限らずねじどめ等に
より適宜行ないえることは明白であろう。 さらに又、側板は薄肉状のものを用いるものと
して述べたが、この厚みも臨界的な設定値はな
く、ある程度の厚みを有するものであつても同様
な作用効果が得られるものである。 又、第７図に示す本発明タービンメータは、下
流側コーン部材を拡径（ｒ_CR＞ｒ_H）し、該下流
側コーン部材の拡径部に対応する部分の羽根車の
端面に側板を設け、この側板は先端部に下流側に
向けて突起を有する構成としているため、この突
起により貫通孔を介して下流側コーン部材とロー
タとの間に導入された流体を絞り、下流側側板に
作用する背圧を効果的に大とすることができる等
の特長を有する。 又、本発明になる第１実施例のタービンメータ
は、上・下流側コーン部材を拡径（ｒ_CF＞ｒ_H，
ｒ_CR＞ｒ_H）し、該上・下流側コーン部材の該拡
径部に対向する部分の羽根車の端面に夫々側板を
設けた構成としているため、両拡径部間に画成さ
れる淀み部により羽根車の回転反抗トルクを良好
に増大しえ、これにより低流量域から高流量域ま
で大なる流量範囲で良好なる器差特性を得ること
ができ、しかも羽根車全体に作用する流れと反対
方向の押力を、例えば下流側背圧発生部に作用す
る背圧の大きさを調整して極めて簡単に微調節す
ることができる等の特長を有する。 又、本発明第１実施例タービンメータは、上流
側及びハブに背圧を導入するための貫通孔を有す
る下流側コーン部材を拡径（ｒ_CR＞ｒ_H）し、さ
らに該上・下流側コーン部材の該拡径部に対向す
る部分の羽根車の端面に夫々側板を設けた構成と
しているため、前記同様良好なる器差特性を得る
ことができるだけでなく羽根車に作用させる背圧
の大きさを上流側側板或いは下流側側板の２箇所
で適宜値に選定することができ、これにより広範
囲に変更可能な設計仕様を提供することができ、
従つて用途に応じて適切に使用することのできる
実用性に富んだタービンメータを提供しうる等の
特長を有する。 又、本発明第２実施例のタービンメータは、
上・下流側コーン部材を拡径（ｒ_CF＞ｒ_H，ｒ_CR
＞ｒ_H）し、さらに該上流側コーン部材の該拡径
部に対向する部分の羽根車の端面に側板を設けた
構成としているため、例えば羽根車の下流側端面
に特殊な加工を必要とするため該端面に他の加工
を施せないような場合に用いると特に有効である
等の特長を有している。 又、本発明の第３実施例のタービンメータは、
上・下流側コーン部材を拡径（ｒ_CF＞ｒ_H，ｒ_CR
＞ｒ_H）し、さらに該下流側コーン部材の該拡径
部に対向する部分の羽根車の端面に側板を設けた
構成としているため、例えば羽根車の上流側端面
に特殊な加工を必要とするため該端面に他の加工
を施せないような場合に用いて特に有効である等
の特長を有する。 又、第８図に示す本発明タービンメータは、前
記突部を薄肉リング状部材を用いて羽根車と一体
成形して構成しているため、特殊な加工工程を必
要とすることなく極めて簡単に製造しえ、さらに
このリング状部材を設けたことにより羽根車の回
転バランスを一層良好なものとすることができる
等の特長を有する。 発明の効果 上述の如く、本発明になるタービンメータによ
れば、拡径されたコーン部材の拡径部とハブの外
周との間に形成される淀み部内で羽根車の羽根に
作用する粘性抵抗を効果的に増大させることがで
きるので、これにより乱流域だけでなく層流と乱
流の中間流域でも流量と羽根車の回転角速度との
比率を流量によらず一定とすることができ、低流
量域に於ける器差変化を良好に押え、かつ高粘度
流体に対しても極めて効果的に器差変化を押える
ことができる。又拡径されたコーン部材の大径部
に対向する部分の羽根車端面に側板を設けた構成
としているため、ハブの外周面近傍に生ずる淀み
部を外周面近傍より逃すことなく、安定的に淀み
部を確保でき、さらに淀み部の形成に伴つて生ず
る負圧と貫通孔より導入された下流側の静圧を側
板に作用させ上記側板が受ける背圧にもとづく流
れと反対方向の押圧力により相殺させ、これによ
り羽根車の軸両端軸受部に不要な機械的摩擦を生
ぜしめることなく、羽根車をフローテイング状態
で滑らかに回転させることができ、従つて良好な
る計測精度を有し、かつ軸受及び軸の軸承部等の
寿命を良好に保つことのできるタービンメータを
提供しうる等の特長を有する。

【図面の簡単な説明】

第１図Ａ〜Ｄは夫々本発明になるタービンメー
タの第１の前提例の縦断面図、そのロータ部分の
平面図、タービンメータ管壁の流れ方向に沿う圧
力分布図及び器差特性線図、第２図は本発明ター
ビンメータの第２の前提例の縦断面図、第３図
Ａ，Ｂは本発明タービンメータの第３の前提例の
縦断面図及びタービンメータ管壁の流れ方向に沿
う圧力分布図、第４図Ａ，Ｂは夫々本発明になる
タービンメータの第１実施例の縦断面図及びター
ビンメータ管壁の流れ方向に沿う圧力分布図、第
５図〜第６図は夫々本発明になるタービンメータ
の第２及び第３実施例の縦断面図、第７図及び第
８図は夫々本発明になるタービンメータの一変形
例の要部拡大縦断面図である。 ４１，５１．６１…タービンメータ、４２，５
２…上流側コーン部材、４２ａ，４３ａ，５２
ａ，７１ａ…拡径部、４３，６２，７１…下流側
コーン部材、４４，８０…ハブ、４５，７５…ロ
ータ、４５ａ…淀み部、４６，４７，５３，６
３，７２…側板、４８…貫通孔、７３…突起。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 外周面に複数枚の羽根を植設されたハブと、
   該ハブの上流側面に対向するとともに上流側より
   下流側へ拡径され該ハブの外径寸法より大なる拡
   径部を有する上流側コーン部材と、該ハブの下流
   側面に対向し前記上流側コーン部材と協働して該
   ハブ外周面に淀み部を形成すると共に下流より上
   流側へ拡径され該ハブの外径寸法より大なる拡径
   部を有する下流側コーン部材と、一端が前記ハブ
   の下流側面に対向し他端が下流側コーン部材を貫
   通して設けられ該下流側コーン部材の下流側の静
   圧を該ハブの下流側面に導入する貫通孔と、前記
   淀み部内に設けられるとともに該ハブの上、下流
   側の少なくとも一方に固着され該ハブを上流側に
   押圧する力を受ける側板とを有してなることを特
   徴とするタービンメータ。 ２ 該側板は該上、下流側コーン部材に対向する
   該ハブの上、下流側面の周面に設けられたことを
   特徴とする特許請求の範囲第１項記載のタービン
   メータ。 ３ 該側板は該上流側コーン部材に対向する該ハ
   ブの上流側面の周面に設けられたことを特徴とす
   る特許請求の範囲第１項記載のタービンメータ。 ４ 該側板は該下流側コーン部材に対向する該ハ
   ブの下流側面の周面に設けられたことを特徴とす
   る特許請求の範囲第１項記載のタービンメータ。 ５ 該側板は該ハブに一体成形したことを特徴と
   する特許請求の範囲第１項乃至第４項記載のター
   ビンメータ。